Isolement experimental du mesenchyme propre du

/ . Embryol. exp. Morph., Vol. 12, Part 1, pp. 141-160, March 1964
Printed in Great Britain
Isolement experimental du mesenchyme propre
du foie et role morphogene de la composante
mesodermique dans Forganogenese hepatique
par
NICOLE LE DOUARIN1
Laboratoire d'Embryologie et de Teratologie experimentales du College de
France et du C.N.R.S. Directeur: Professeur Etienne Wolff
AVEC TROIS PLANCHES
du foie chez les Oiseaux a ete decrite par de nombreux
auteurs. La premiere ebauche hepatique visible apparait chez l'embryon de
Poulet au stade de 20 a 22 somites sous forme d'une evagination endodermique
au niveau de la levre anterieure de l'ombilic intestinal (Brouha, 1898; Choronschitzky, 1900; Hildebrandt, 1902). Cette ebauche primaire emet bientot un
premier diverticule cranial, puis un autre caudal, qui constituent les bourgeons
hepatiques secondaires. Par rapport au sinus veineux, le diverticule cranial est
dorsal tandis que le diverticule caudal est ventral; ils sont decrits a ce stade par
Felix (1892) et Hammar (1893) en particulier. Tres rapidement, ces bourgeons
s'etendent vers l'avant dans le mesentere ventral correspondant au septum
transversum, et constituent pendant le 3eme et le 4eme jour de l'incubation un
cylindre de tissu hepatique entourant le ductus venosus. La proliferation des
trabecules hepatiques est accompagnee par la formation de capillaires issus du
ductus venosus comme l'ont decrit Shore (1891), Hammar (1893) et Minot (1900).
Ensuite, les lobes droit et gauche du foie s'accroissent vers l'arriere dans la cavite
abdominale.
Avant la formation des bourgeons hepatiques, certains auteurs ont cherche a
distinguer dans l'endoderme les futures cellules hepatiques des autres cellules
digestives. Ludwig (1919) reconnait chez le canard, des le stade de 10 somites,
dans la levre anterieure de l'ombilic intestinal, une plage de cellules plus colorables,
plus coherentes et moins vacuolaires que les cellules banales de l'endoderme.
Elles constituent, selon lui, la future ebauche du foie. Cette plage s'agrandit
L'ORGANOGENESE
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire d'Embryologie experimentale, College de France, 49 bis
Avenue de la belle Gabrielle, Nogent-sur-Marne, France.
142
NICOLE LE DOUARIN
ensuite et forme lateralement deux prolongements situes sur les bords de la gouttiere intestinale qui n'est pas encore a ce niveau fermee en un tube. Au stade de 20
somites environ, ces zones particulieres de l'endoderme sont en continuity,
dorsalement, avec les ebauches pancreatiques; elles forment l'anneau hepatopancreatique decrit par Weber (1902).
A un stade beaucoup plus precoce, un certain nombre d'auteurs, 6tudiant les
potentialities histogenetiques du blastoderme d'Oiseau par la methode des
greffes chorio-allantoidiennes ou des cultures 'in vitro', ont localise les aires
presomptives du foie chez l'embryon de Poulet au stade de la ligne primitive
(Hunt, 1932;Rudnick, 1938)etduprolongementcephalique(Rawles, 1936).
Entre ce stade tres precoce du developpement et celui de l'apparition des bourgeons endodermiques qui marque le debut de l'hepatogenese, on ne connait
pas 1'evolution des territoires presomptifs du foie, la mise en place definitive des
tissus et les interactions qui peuvent exister entre eux au cours de l'organogenese.
Le present travail a eu pour but d'etudier experimentalement ces differents
points.
/. Les territoires presomptifs dufoie chez Vembryon aux stades de9 a 15 somites
Localisation
La localisation des territoires presomptifs du foie a ete etablie a l'aide de deux
methodes differentes: les radiodestructions localisees d'une part et le marquage
de territoires embryonnaires determines par des grains de charbon animal d'autre
part.
Methode de Virradiation aux rayons X
La methode des irradiations localisees mise au point par Ancel et Wolff
(1934) a ete utilisee pour detruire in ovo de larges bandes transversales de territoires embryonnaires. La dose de rayonnement administree est de 10.000 r.
Elle produit une necrose complete des tissus. La zone irradiee est limitee par des
ecrans de plomb places a differents niveaux de l'embryon; on utilise comme
reperes les somites (Text-fig. 1). La partie posterieure des embryons est toujours
protegee pour permettre le developpement de l'allantoide. Dans ces conditions,
la survie des embryons peut depasser le 7eme jour de l'incubation. Les resultats
obtenus par cette methode en ce qui concerne la localisation des differentes
parties de l'appareil digestif ont ete publies par ailleurs (Le Douarin, 1961).
Irradiation pratiquee en arriere du leme somite. Les embryons utilises dans
cette serie experimentale ont de 9 a 12 somites. A ce stade le repli cardiaque est
anterieur au 2eme somite et n'est done pas atteint par l'irradiation. Les embryons
sont examines au 7eme jour de l'incubation. On constate qu'ils ne possedent
qu'un tres petit fragment de tissu hepatique. Le tube digestif est reduit a la partie
anterieure de l'oesophage, a l'extremite de laquelle se trouve le fragment de foie
qui s'est developpe.
Done, au stade embryonnaire considere, il est impossible de detruire totale-
Mesenchyme et V organogenese hepatique
143
ment par cette methode le territoire presomptif du foie, dont la limite anterieure
depasse le niveau du 2eme somite, sans irradier l'ebauche du coeur a une dose
incompatible avec la survie des embryons.
Irradiation pratiquee en arriere du 15eme somite. Les embryons utilises ont
15 a 16 somites. L'intervention respecte la totalite du territoire presomptif
hepatique. En effet, chez les embryons ay ant subi cette irradiation, le foie est de
1. (a) Embryon de 10 somites irradie entre le 2eme somite et la region terminale.
Z.I., zone irradiee. (b) Embryon de 15 somites irradie entre le 15eme somite et la region
terminale.
TEXT-FIG.
forme et de volume normaux. Le tube digestif est complet jusqu'a Pextremite
posterieure de l'anse duodenale et les voies biliaires sont presentes.
Irradiations intermediates. Lorsque la limite anterieure de la radiodestruction
est situee entre le niveau du 2eme et celui du 15eme somite, la quantite de tissu
hepatique obtenue chez les embryons est toujours reduite par rapport a la normale et les voies biliaires sont absentes.
La methode des destructions localisees de territoires embryonnaires ne permet pas toujours la localisation precise des aires presomptives. Dans le cas
particulier de l'ebauche du foie, les resultats ont ete verifies et completes par la
144
NICOLE LE DOUARIN
methode des marques de charbon. Cette derniere a en effet permis d'etablir la
repartition transversale des territoires presomptifs.
Methode des marques de charbon
De petits amas de grains de charbon agglomeres par de l'albumine sont
inseres in ovo dans une fente pratiquee dans l'epaisseur des trois feuillets embryonnaires de la region a etudier. Les embryons utilises ont de 9 a 15 somites. La
cicatrisation est rapide et les tissus conservent un certain nombre de grains de
charbon qui sont ensuite retrouves dans les organes des embryons. Les marques
sont suffisamment petites pour ne pas gener l'accomplissement normal des mouvements morphogenetiques. Les embryons sont etudies apres 6 a 7 jours d'incubation, par la dissection ou l'examen histologique.
Les marques sont placees soit dans la zone mediane, a travers l'axe embryonnaire ou les somites, soit dans les zones laterales, a differents niveaux transversaux
s'etendant de la region anterieure jusqu'au 15eme somite. Les marques placees
dans la zone mediane ne sont jamais retrouvees dans le foie. Elles sont situees
dans la paroi du tube digestif au niveau de l'oesophage, de l'estomac et de la
partie dorsale de l'anse duodenale. (Le Douarin, 1962a). Au contraire les marques
placees lateralement, a droite et a gauche de l'axe embryonnaire, sont retrouvees
dans le lobe correspondant du foie et celles qui ont ete implantees dans le repli
cardiaque se localisent dans la region medio-ventrale du foie.
Done, le territoire presomptif du foie au stade considere est constitue de deux
aires laterales situees de part et d'autre de l'axe somitique, s'etendant en arriere
jusqu'au niveau du 15eme somite et reunies en avant et ventralement au niveau du
repli cardiaque (Text-fig. 3). On sait par ailleurs, qu'au stade de la ligne primitive
et du prolongement cephalique les territoires hepatiques, localises par Rawles
(1936), ont des potentialites histogenetiques reparties d'une maniere a peu pres
uniforme sur toute leur etendue. En effet, une partie quelconque de ces territoires est capable de se differencier en tissu hepatique lorsqu'elle est cultivee en
greffe chorio-allantoidienne. On pouvait done se demander si les potentialites
histogenetiques restaient homogenes dans toute l'aire presomptive du foie a un
stade ulterieur du developpement. Le territoire hepatique ayant ete localise chez
l'embryon au stade de 9 a 15 somites, les potentialites des differentes parties de ce
territoire ont alors ete etudiees.
Potentialites histogenetiques des differentes regions de Vaire presomptive
dufoie
La methode utilisee a consiste a greffer, dans la cavite coelomique d'embryons
notes de 3 jours d'incubation, des fragments determines de l'aire presomptive du
foie preleves chez des embryons de 9 a 15 somites. La figure 2 represente la repartition des fragments utilises dans cette experience.
(a) Un premier fragment (A) comporte la totalite de l'aire presomptive du
foie e'est-a-dire le repli cardiaque et la region embryonnaire s'etendant en arriere
Mesenchyme et Uorganogenese hepatique
145
jusqu'au niveau du 15eme somite. Lorsque les embryons utilises ont moins de,
15 somites, la limite posterieure du fragment est reportee dans la zone insegmentee.
(b) Une seconde par tie (fragment B) comporte toute la region de l'aire hepatique posterieure au repli cardiaque; sa limite anterieure varie done avec l'age de
l'embryon.
(c) La troisieme partie de l'aire hepatique presomptive (Fragment C) est formee
L.O.
B
TEXT-FIG. 2.
(1) Embryon de 15 somits en vue ventrale. Le fragment A correspond a la totalite
de l'aire presomptive hepatique Le fragment B comprend seulement les zones laterales, sa
limite anterieure est done touj ours situee en arriere du repli cardiaque. Le fragment C est
constitue par le repli cardiaque seul, e'est-a-dire la face ventrale de l'intestin anterieur et le
feuillet endodermique reflSchi. (2) Le fragment B a dans certains cas ete preleve chez des
embryons de 5 a 8 somites. Dans ce cas, sa limite anterieure est situee en avant des somites.
La., intestin anterieur; Co., coeur; L.O., levre anterieure de l'ombilic intestinal; P.C.,
primordia cardiaques.
par le repli cardiaque seul, isole des zones laterales. Le Tableau 1 indique les
resultats obtenus, les differenciations histologiques etant etudiees 10 jours apres
la greffe de ces differents fragments.
On voit que seules les parties de l'aire presomptive comprenant le repli cardiaque sont capables de se differencier en foie lorsqu'elles sont cultivees en greffes
10
146
NICOLE LE DOUARIN
coelomiques. Les fragments B preleves chez des embryons de 5 a 8 somites
montrent bien que meme la partie anterieure de Faire hepatique comprenant le
territoire situe en avant des premiers somites ne peut se differencier en foie lorsqu'elle est isolee du repli cardiaque.
II apparait done que le territoire presomptif hepatique n'est pas homogene au
point de vue de ses potentialites histogenetiques. La region comprenant le repli
TABLEAU 1
Differentiation en greffe coelomique des differentes parties de Vaire
hepatique presomptive
Nature du
fragment greffe
A
B
C
Stade du donneur
Nbre. de somites
10 a 15
f 9al5
I 5a8
6 a 15
Nombrede
cas
8
20
7
15
Differentiation en tissu
hepatique (Nbre. de cas)
8
0
0
13
cardiaque semble indispensable a la differentiation hepatique des parties posterieures du territoire presomptif. II a paru alors interessant d'etudier in ovo
revolution de la partie posterieure de l'aire hepatique lorsqu'elle est isolee
experimentalement de la region anterieure.
Isolement de la region posterieure de Vaire presomptive dufoie
La methode utilisee a consiste a separer en deux parties l'aire presomptive du
foie chez un embryon de 9 a 13 somites: une fente interessant les trois feuillets est
pratiqueedepartetd'autredel'axe embryonnaire depuis un espace inter-somitique
jusqu'a l'aire opaque. Pour empecher la soudure ulterieure des deux levres de la
fente, un obstacle mecanique, en l'occurrence un fragment rectangulaire de membrane coquilliere y est insere (Text-fig. 3). Les mouvements morphogenetiques de
l'endoderme, qui ont ete decrits precedemment (Le Douarin, 1962a) sont empeches par la barriere constitute par les obstacles. Le repli cardiaque reste en
avant de ces derniers; de ce fait, la fermeture ventrale de l'embryon ne s'effectue pas. A la dissection des embryons, pratiquee au 7eme jour de l'incubation, on
constate que le foie ne s'est forme que dans la region du corps anterieure aux
obstacles. En arriere de ces derniers, la partie de l'aire presomptive ainsi isolee ne
se differencie pas en foie. Si Ton compare entre eux les embryons de cette serie
experimental, on constate que la quantite de tissu hepatique formee est d'autant
plus importante que les obstacles ont ete places plus en arriere. S'ils ont ete
places en arriere du niveau du 15eme somite, le foie se developpe normalement
(Le Douarin, 19626).
Ces resultats confirment done les conclusions tirees des experiences precedentes
montrant que toute partie du territoire hepatique devient incapable de se dif-
Mesenchyme et V organogenese hepatique
147
3. Schema d'un embryon de 13 somites, en vue dorsale, sur lequel sont representees
en pointille les aires hepatiques presomptives. Un obstacle (Obs.) place au niveau du 4eme
somite empeche la differenciation du foie dans la partie de l'aire hepatique qui lui est posterieure. Dans cette zone il ne se developpe que le mesenchyme hepatique. En avant de
l'obstacle, au contraire, le tissu hepatique se differencie. Z.F., zone ou le foie se differencie;
Z. M.H., zone ou seul le mesenchyme hepatique se forme.
TEXT-FIG.
ferencier lorsqu'elle est isolee de la region comprenant le repli cardiaque. D'autre
part, cette derniere experience a permis d'etudier revolution de la partie posterieure de l'aire hepatique isolee de la partie anterieure par les obstacles.
Evolution de la region posterieure de V aire presomptive dufoie
isolee experimentalement in ovo
En arriere des obstacles, la gouttiere digestive ne se ferme pas ventralement.
Seuls les derives dorsaux de l'endoderme se differencient. Ainsi, lorsque les obstacles sont places au niveau du 2eme ou du 4eme somite par exemple, le gesier
se forme mais reste ouvert ventralement. La figure 1 de la Planche 1 montre une
coupe transversale pratiquee en arriere des obstacles chez un embryon de 5
jours d'incubation. Le gesier possede un epithelium caracteristique tandis que
les cellules des zones endodermiques laterales sont plates et ne presentent pas de
differenciation digestive. De part et d'autre du mesentere dorsal, dans les cavites
coelomiques, font hernie deux masses de mesenchyme lache limitees par un
epithelium (Planche 1,fig.2). Ces formations sont issues du mesenchyme splanchnique et sont rattachees a la paroi du corps a certains niveaux.
Dans l'organogenese normale ces amas mesenchymateux s'unissent sur la
148
NICOLE LE DOUARIN
ligne mediane lors de la fermeture ventrale de l'embryon et constituent ainsi le
septum transversum et 1'armature mesodermique des lobes droit et gauche du
foie. En effet, les travees mesenchymateuses qui les constituent sont normalement
colonisees par les cordons epitheliaux provenant des bourgeons endodermiques
du foie et forment ainsi le mesenchyme hepatique. Cette evolution s'accomplit
entre le stade de 21 somites, ou apparaissent les bourgeons hepatiques au niveau
delalevre anterieure de Fombilic intestinal et le 5eme jour de l'incubation. Lorsque
des obstacles separent en deux parties, anterieure et posterieure, l'aire hepatique
presomptive, les bourgeons hepatiques epitheliaux se forment normalement vers
la 50eme heure de l'incubation au niveau de la levre anterieure de Pombilic
intestinal. Le repli cardiaque ne pouvant franchir vers l'arriere la barriere formee
par les obstacles, les travees epitheliales issues des bourgeons hepatiques ne
colonisent que la partie du mesenchyme hepatique situee en avant de ceux-ci. Au
contraire, le reste du mesenchyme, situe en arriere des obstacles et ainsi isole de
l'epithelium hepatique, reste vide de tissu glandulaire.
Si on ne place d'obstacle que sur un seul cote de l'embryon, le repli cardiaque
est arrete dans son deplacement vers l'arriere, comme dans le cas ou les obstacles
sont bilateraux, et l'embryon reste ouvert ventralement. Cependant, le developpement du foie n'est arrete que du cote ou se trouve l'obstacle. De l'autre cote en
effet, les travees epitheliales formees a partir des bourgeons hepatiques envahissent l'ebauche epitheliale sur toute sa longueur.
Onpeut done conclure qu'au stade de 9 a 15 somites les ebauches endodermique
et mesodermique du foie ne sont pas juxtaposees sur toute leur etendue. Dans le
repli cardiaque seulement ces deux elements coexistent, tandis que, dans les zones
laterales du territoire hepatique situees en arriere du repli cardiaque, l'ebauche
mesodermique est seule presente. Ceci explique que ces zones laterales ne puissent pas se differencier en tissu hepatique lorsqu'elles sont isolees, tandis que le
repli cardiaque qui possede les deux composantes, endodermique et mesodermique, peut fournir du foie.
II convient de remarquer que la quantite de tissu hepatique formee chez les
embryons operes depend du niveau auquel les obstacles ont ete places. Plus
ceux-ci sont situes en arriere, plus la quantite de foie est importante. Ceci
explique les resultats des experiences de radiodestruction de bandes trans ver sales
de territoires embryonnaires au stade de 10 a 15 somites: on detruit des parties
plus ou moins etendues de l'ebauche du foie, tandis que l'ebauche epitheliale est
toujours respectee. Dans ce cas, on constate que la quantite de foie observee
chez des embryons, a 7 jours d'incubation, est d'autant plus reduite que le
territoire contenant l'ebauche mesodermique a ete plus largement detruit. Ceci
montre que la quantite de foie formee depend de la quantite de mesenchyme dans
laquelle peut proliferer l'ebauche epitheliale.
Le mesenchyme semble done jouer un role important dans 1'edification du tissu
hepatique. Cette influence du mesenchyme hepatique sur l'organogenese du foie
a ete etudiee experimentalement par plusieures methodes.
Mesenchyme et V organogenese hepatique
149
//. Role du mesenchyme dans Vorganogenese dufoie
La partie endodermique de l'ebauche hepatique est prelevee au moment ou les
bourgeons de foie commencent a se former, c'est-a-dire chez les embryons de
20 a 22 somites. Le repli cardiaque de tels embryons est soumis a Faction de la
trypsine qui provoque le decollement de l'endoderme du mesenchyme sousjacent. La zone endodermique comprenant les bourgeons epitheliaux est
decoupee et son evolution est observee dans differentes conditions (Text-fig. 4,
Developpement des bourgeons epitheliaux dans le mesenchyme propre dufoie
Le mesenchyme hepatique est obtenu par la methode experimental decrite
precedemment: un obstacle transversal est place dans l'aire hepatique d'un
embryon de 10 a 13 somites afin d'empecher les travees epitheliales d'envahir la
partie posterieure de l'ebauche mesodermique du foie.
Le developpement des bourgeons epitheliaux dans ce mesenchyme peut etre
realise soit in ovo soit in vitro.
Experience in ovo
Les bourgeons epitheliaux sont greffes chez un embryon de 10 a 13 somites dans
une fente pratiquee en arriere d'un obstacle (Text-fig. 4, (3)). Us sont marques
par des grains de charbon qui facilitent leur reperage ensuite. Les resultats sont
etudies sur des coupes histologiques pratiquees a 5 et 7 jours d'incubation. Sur
30 greffes pratiquees, le greffon a ete retrouve dans 26 cas. II a subi revolution
suivante.
A 5 jours, on voit que l'endoderme greffe s'est soude a l'epithelium digestif de
l'hote a l'endroit ou a ete pratiquee la greffe. A ce niveau, l'endoderme de l'hote
est double par le mesenchyme hepatique. Les bourgeons greffes ont dans ces
conditions poursuivi leur evolution et ont fourni des cordons epitheliaux qui ont
envahile mesenchyme hepatique. (Planche l,fig. 3).
A 7 jours, les cordons ont prolifere abondamment et il s'est constitue un
veritable lobe de foie dans la cavite coelomique de l'hote (Planche 1, fig. 6). Ce
foie est forme du mesenchyme de l'hote et de cellules epitheliales provenant de
l'endoderme greffe.
Experience in vitro
On place un obstacle au niveau du 4eme somite dans l'aire hepatique d'un
embryon de 10 a 13 somites comme precedemment. On preleve le mesenchyme
hepatique ainsi isole au 5eme jour de l'incubation. Le petit fragment de tissu
obtenu est place en culture organotypique selon la methode de Wolff et Haffen
(1952), on depose sur le mesenchyme l'ebauche endodermique isolee par action
de la trypsine. Au bout de 4 a 6 jours de culture, les cellules hepatiques issues des
150
NICOLE LE DOUARIN
4. (1) Partie anterieure d'un embryon de 21 somites en vue ventrale. Le repli cardiaque est decoupe suivant le pointille. (2) Soumis a Faction de la trypsine, l'endoderme du
repli cardiaque sedecolledu mesenchyme sous-jacent. La zone des bourgeons hepatiques est
decoupee selon le pointille. (3) Le fragment d'endoderme ainsi obtenu est grefFe en arriere
d'un obstacle chez un embryon de 10 a 13 somites. B.H., bourgeons hepatiques; C , coeur;
E., endoderme; Gr., greffon; M., mesenchyme; Obs., obstacle; Z.F., zone ou le foie se
differencie; Z. M.H., zone ou le mesenchyme hepatique seul se developpe.
TEXT-FIG.
/. Embryol. exp. Morph.
Vol. 12, Part 1
50H
PLANCHE 1
NICOLE LE DOUARIN
{Facing page 151)
Mesenchyme et V organogenese hepatique
151
bourgeons epitheliaux ont envahi le mesenchyme (Planche 1, fig. 5). On trouve
toujours dans la masse de tissu hepatique ainsi obtenue une petite formation
epitheliale tubulaire ou vesiculaire qui correspond vraisemblablement a la partie
cystique de l'ebauche endodermique. La reaction a l'Acide Periodique-Schiff
montre que les cellules hepatiques qui se sont differenciees dans ces conditions,
sont capables d'accumuler du glycogene (Planche 2,fig.1).
D'autres mesenchymes ont ete utilises de facon a eprouver la specificite du
mesenchyme propre du foie vis-a-vis de la composante epitheliale de cet organe.
Evolution des bourgeons epitheliaux dans d'autres mesenchymes
Mesenchyme du bourgeon de membre
L'ebauche epitheliale du foie prelevee au meme stade que precedemment est
greffee dans le bourgeon de membre d'un embryon de 3 jours d'incubation.
L'examen histologique est pratique au 7eme jour, les marques decharbonaccompagnant le greffon permettent de le retrouver facilement. Dans tous les cas, le
bourgeon epithelial greffe fournit une petite vesicule a paroi epitheliale. Son
evolution en tissu glandulaire ne s'accomplit pas dans le mesenchyme du membre,
aucun cordon epithelial ne s'est constitue (Planche 2,fig.5).
Mesenchyme cephalique
Les bourgeons epitheliaux sont introduits dans le mesenchyme cephalique d'un
embryon de 10 a 13 somites au niveau du cerveau moyen. Des coupes histologiques de la tete sont pratiquees au 7eme jour de l'incubation. Le resultat obtenu
LEGENDES DES PLANCHES
PLANCHE 1
FIG. 1. Coupe transversale d'un embryon de 5 jours d'incubation, pratiquee en arriere des
obstacles places au niveau du 4eme somite (voir figure 3 du texte). Le tube digestif est reste
ouvert ventralement car la levre anterieure de l'ombilic intestinal a ete arretee par les
obstacles. Le gesier (G) s'est differencie. Dans les cavites coelomiques on distingue deux
masses de mesenchyme lache, limitees par un epithelium coelomique, et qui constituent le
mesenchyme hepatique (M.H.).
FIG. 2. Mesenchyme hepatique vu a un plus fort grossissement. C. Coe., cavite coelomique;
M.H., mesenchyme hepatique; V.O.M., veine omphalo-mesenterique.
FIG. 3. Resultat de l'experience decrite par lafigure4 du texte. Coupe transversale pratiquee
dans le mesenchyme hepatique (M.H.) chez un embryon de 5 jours d'incubation, montrant le
developpement de cordons epitheliaux hepatiques (C.Ep.) a partir des bourgeons endodermiques greffes. Ep. Coe., epithelium coelomique.
FIG. 4. Resultat de la meme experience observe a 7 jours d'incubation: un lobe de foie (F.)
s'est constitue dans la cavite coelomique de l'hote.
FIG. 5. Association en culture in vitro du mesenchyme hepatique et de la jeune ebauche endodermique du foie. Apres 4 jours de culture, des cellules hepatiques (C.H.) provenant de
rendoderme ont envahi totalement le mesenchyme. Au centre s'est forme un tube
epithelial a partir de la region cystique de l'ebauche endodermique. Un petit lobule de foie
s'est ainsi differencie en culture. Eb. Cy., ebauche cystique.
152
NICOLE LE DOUARIN
est comparable a celui de l'experience precedente. II se constitue egalement une
vesicule aux depens du greffon mais dont la paroi epitheliale est plus mince que
dans le mesenchyme du membre (Planche 2, fig. 6).
L'ebauche endodermique du foie nepeut done poursuivre son evolution dans le
mesenchyme cephalique, aucune histogenese hepatique n'a lieu dans de telles
conditions.
Mesenchyme somitique
Le mesenchyme somitique est preleve chez des embryons de 3 jours d'incubation. II est place en culture au contact de l'ebauche epitheliale du foie obtenue
comme precedemment par action de la trypsine sur le repli cardiaque d'embryons
de 20 a 22 somites.
Les deux tissus s'associent, mais l'epithelium qui ne prolifere que tres faiblement, ne fournit aucune differenciation hepatique (Planche 2, fig. 2).
Mesenchyme pulmonaire
L'experience a ete realisee in vitro. Le mesenchyme est obtenu par action de la
trypsine sur des poumons d'embryons de 5 jours d'incubation. L'association en
culture du mesenchyme et des bourgeons epitheliaux est faite comme precedemment.
PLANCHE 2
FIG. 1. Tissu hepatique obtenu en culture organotypique en associant du mesenchyme
hepatique avec l'ebauche epitheliale du foie: apres 6 jours de culture les cellules presentent
des enclaves de glycogene (G). mises en evidence par l'A.P.S.
FIG. 2. Association en culture in vitro de mesenchyme somitique (Mes.S.) et de l'ebauche endodermique du foie. Apres 4 jours de culture les deux tissus se sont associes, mais l'epithelium
prolifere peu et ne presente aucune differenciation hepatique. E.H., ebauche epitheliale du
foie. Coloration a l'hematoxyline-eosine.
FIG. 3. Association en culture in vitro de mesenchyme pulmonaire (Mes. P.) d'un embryon de
5 jours d'incubation et des bourgeons hepatiques preleves au stade de 20 a 22 somites comme
precedemment. Apres 4 jours de culture des ilots de cellules hepatiques (I.H.) caracteristiques se sont developpes a partir de l'endoderme. Cependant, la proliferation de ces cellules est
moins active ici que dans le mesenchyme propre du foie; en effet l'explant de mesenchyme
pulmonaire n'est pas totalement colonise. Coloration a l'hematoxyline-eosine.
FIG. 4. Un ilot hepatique de la coupe precedente vu a un plus fort grossissement. Les cellules
hepatiques (C.H.) sont caracteristiques.
FIG. 5. L'ebauche endodermique du foie est greffee dans le mesenchyme du membre d'un
embryon de 3 jours d'incubation. La coupe pratiquee au 7eme jour montre qu'elle ne
fournit, dans ces conditions, qu'une vesicule epitheliale (V.Ep.) sans aucune differenciation
hepatique. C , cartilage du membre; Gr., greffon; Mes. M., mesenchyme du membre.
Coloration a l'hematoxyline-eosine.
FIG. 6. L'ebauche endodermique du foie est greffee dans le mesenchyme cephalique d'un
embryon de 10 a 13 somites. La coupe pratiquee au 7eme jour de l'incubation montre qu'elle
ne fournit qu'une vesicule epitheliale (V.Ep.) a paroi mince, sans differenciation hepatique.
Gr., greffon; Mes.C, mesenchyme cephalique; m.c, marque de charbon accompagnant le
greffon. Coloration a l'hemalun de Meyer.
J. Embryol. cxp. Morph.
Vol. 12, Part 1
PLANCHE 2
NICOLE LE DOUARIN
(Facing page 152)
/. Embryol. exp. Morph.
Vol. 12, Part 1
F.
PLANCHE 3
NICOLE LE DOUARIN
(Facing page 153)
Mesenchyme et V organogenese hepatique
153
Au bout de 4 a 6 jours de culture, on constate que l'ebauche endodermique a
forme dans le mesenchyme quelques nodules de tissu hepatique caracteristique
(Planche 2, fig. 3, fig, 4). Cependant, la totalite du mesenchyme explante n'est
pas colonisee par les cellules glandulaires comme dans le cas ou il s'agit du
mesenchyme propre du foie.
On voit done que le mesenchyme pulmonaire permet—bien qu'a moindre
degre que le mesenchyme hepatique—revolution de l'ebauche epitheliale du
foie.
Mesenchyme de differentes regions du tube digestif
Les experiences suivantes ont ete realisees in ovo. La methode utilisee a
consiste a greffer les bourgeons epitheliaux du foie a differents niveaux chez des
embryons de 10 a 20 somites en utilisant les donnees relatives a la localisation des
ebauches du tube digestif etablies dans un travail anterieur (Le Douarin 1961).
Ainsi, le greffon est place dans differentes regions de la grande anse intestinale
(niveaux A. Bl. B2. Cl. represented sur la Text-fig. 5), du rectum (niveau C2) et
du cloaque (niveau D.).
Le greffon se developpe dans le mesenchyme de la paroi intestinale d'une maniere plus ou moins importante suivant le lieu d'implantation. Les resultats obtenus
sontlessuivants:
Implantation au niveau A. Les bourgeons epitheliaux sont greffes dans l'aire
pellucide lateralement par rapport aux 17eme et 18eme somites. Us atteignent la
partie tout-a-fait anterieure de la grande anse intestinale. Dans ce cas, leur
developpement est assez important: chez 6 embryons sur 6, il s'est developpe un
petit lobule de foie independant de la paroi de l'intestin mais relie a ce dernier par
PLANCHE 3
FIG. 1. Resultat obtenu en greffant l'ebauche endodermique du foie au niveau A (cf. figure
5 du texte). Un petit lobe de foie (F.) se constitue dans la cavite coelomique de l'hote aux
depens du mesenchyme du tube digestif d'une part et des cellules epitheliales greffees
d'autre part. Un conduit epithelial (Co.Ep.) le reunit a l'intestin. Coloration a l'hematoxyline-eosine.
FIG. 2. Resultat obtenu en greffant l'ebauche endodermique au niveau B. Des travees de
tissu hepatique se developpent a partir du greffon dans la paroi de l'intestin. I., epithelium
intestinal; Gr., tissu hepatique provenant du greffon; m.c, marques de charbon accompagnant le greffon. Coloration a l'hemalun de Meyer.
FIG. 3. Le meme tissu hepatique vu a un plus fort grossissement. C.H., cellules hepatiques.
FIG. 4. Implantation au niveau C. Le developpement du greffon est plus reduit que dans les
cas precedents. Les cellules formees n'ont pas les caracteristiques des cellules hepatiques.
I., intestin; Cae., caecum; Gr., greffon.
FIG. 5. Implantation au niveau D. Dans le mesenchyme de la region cloacale, l'endoderme
hepatique trouve un milieu favorable a son evolution. De nombreuses travees hepatiques
se constituent. Gr., greffon; Mes.Cl., mesenchyme cloacal; m.c, marques de charbon
accompagnant le greffon.
154
NICOLE LE DOUARIN
un petit conduit a paroi epitheliale. La figure 1 de la Planche 3 represente une
coupe transversale realisee dans la masse du lobule hepatique obtenu.
II apparait done que le mesenchyme splanchnique de cette region de l'intestin
est favorable a revolution des bourgeons epitheliaux du foie, bien que la greffe
ait ete pratiquee en arriere du territoire presomptif hepatique. Le foie de l'hote
F.
Cl.
5. Etude du developpement in vivo de l'ebauche epitheliale du foie dans le mesen
chyme du tube digestif. Schema du tube digestif d'un embryon de 7 jours d'incubation
montrant le lieu d'implantation des greffons. L'endoderme hepatique preleve.au stade de
20 a 22 somites est greffe a differents niveaux chez des embryons de 2 jours d'incubation. Les
greffons sont places:
— dans la partie anterieure de l'anse grele: niveau A.
— dans sa partie moyenne: niveau Bl ou B2.
— dans sa partie terminate: niveau Cl.
— dans le rectum: niveau C2.
— dans la region cloacale: niveau D.
TEXT-FIG.
en effet est tout-a-fait normal et n'est pas relie a la formation obtenues a partir du
greffon. De plus, sous l'influence du bourgeon endodermique du foie, ce mesenchyme a constitue un element mdependant de la paroi du tube digestif, participant ainsi a la constitution d'un petit foie secondaire dans la cavite coelomique de
I'h6te. Un tube epithelial comparable a une voie biliaire le relie a l'intestin.
Implantation au niveau B. Les zones de l'anse grele correspondant aux niveaux
155
Mesenchyme et Vorganogenese hepatique
Bl et B2 sont equivalentes en ce qui concerne devolution des bourgeons epitheliaux du foie. Dans ce cas, le greffon se developpe dans la paroi meme de l'intestin
en provoquant une legere saillie, sans constituer de fragment independant. Des
travees de tissu glandulaire s'organisent dans le mesenchyme de la paroi conjonctive de l'anse grele. La figure 2 de la Planche 3 montre revolution du greffon. Les
cellules muniesdenoyaux a gros nucleoles sont typiquement hepatiques (Planche
3, fig. 3). La quantite de tissu hepatique formee est bien moindre que lorsque
le greffon atteint la partie anterieure de l'anse grele.
Implantation au niveau C. Que le greffon se trouve place a la partie terminale de
l'anse grele (niveau Cl) ou dans le rectum (niveau C2) le resultat est sensiblement
le meme. Le developpement des bourgeons epitheliaux du foie est nettement
moins important que pour une implantation dans la partie anterieure et moyenne
de l'anse grele. De plus, les tissus formes sont constitues de cellules glandulaires
qui ne sont pas nettement hepatiques (Planche 3, fig. 4) ou meme de cellules
sans caracteristiques glandulaires nettes.
Les mesenchymes du rectum et de la partie terminale de l'anse grele sont done
bien moins favorables a revolution des bourgeons endodermiques du foie que
ceux du poumon et de la partie anterieure et moyenne de l'anse grele.
TABLEAU 2
Developpement des bourgeons epitheliaux dufoie dans differents mesenchymes
(Ces bourgeons sont isoles par action de la trypsine chez des embryons de 20 a 22 somites.)
Conditions
experimentales
In ovo:
greffe de bourgeons
epitheliaux dans
un embryon note*
In vitro:
Association en culture organotypique
de bourgeons
epitheliaux et de
mesenchymes divers
Nombre de
Mesenchyme
cas
utilise
examines
-hepatique
26
-du tube
digestif:
Niveau A
5
Niveau B
10
Niveau C
8
5
Formation de
tissu hepatique
{{Nombre de cas)
26
5
9
2
(developpement faible)
5
n
Formations
epitheliales
non hepatiques
seulement
{Nbre. de cas)
0
0
11 Formation
-de
6j tubules
0
Formation
,1
7
Niveau D
-du bourgeon
de membre
7
/
-cephalique
8
0
15
A
-hepatique
15
0
-pulmonaire
14
14
(petits lobules)
0
-somitique
15
0
15
u
d'une
vesicule
epitheliale
* Les cas examines dont il est tenu compte sont uniquement ceux ou l'embryon hote a vecu
jusqu'au 7eme jour de l'incubation et ou le greffon a atteint exactement le niveau indique.
156
NICOLE LE DOUARIN
Implantation au niveau D. Lorsque le greffon est implante dans la region cloacale, il se developpe abondamment dans le mesenchyme en formant des travees de
tissu hepatique caracteristique (Planche 3, fig. 5).
II apparait done que l'ebauche epitheliale du foie ne peut exprimer ses potentialites histogenetiques qu'a la condition d'etre associee a un mesenchyme particulier. Le mesenchyme propre du foie est le plus favorable a cette evolution: il
permet la proliferation des cellules de l'ebauche epitheliale, et induit leur differentiation en cellules hepatiques. D'autres au contraire sont defavorables au
developpement des bourgeons endodermiques du foie, e'est le cas des mesenchymes somitique, cephalique et du bourgeon de membre. Toutefois, la propriete
du mesenchyme du foie a l'egard de la composante endodermique de cet organe
n'est pas absolument specifique. En effet le mesenchyme pulmonaire et celui de la
paroi du tube digestif permettent un certain degre de proliferation et de differenciation de l'epithelium des bourgeons hepatiques. Dans la paroi de l'intestin, les
conditions favorables trouvees par l'epithelium hepatique diminuent progressivement dans le sens cranio-caudal mais redeviennent importantes dans la region
cloacale.
Les resultats obtenus dans ces experiences posent la question de la nature de
Finfluence stimulatrice exercee par certains mesenchymes sur l'ebauche epitheliale du foie. La texture du tissu intervient certainement a cet egard, un mesenchyme compact limitant la proliferation de l'epithelium qui lui est associe.
Cependant ce facteur mecanique ne semble pas decisif si Ton considere par exemple le fait que dans la paroi rectale les bourgeons epitheliaux se developpent
beaucoup moins que dans la paroi de l'anse grele, alors qu'a ces deux niveaux du
tube digestif les mesenchymes ont une texture identique.
II faut remarquer par ailleurs que les mesenchymes qui permettent la differenciation hepatique de l'endoderme presomptif dufoie sont tous d'origine splanchnique
et possedent done entre eux une certaine parente tissulaire. Ceci permet de
penser que Faction exercee sur Fepithelium peut etre due a une substance chimique
presente dans tout le mesenchyme splanchnique et tout particulierement au
niveau du mesenchyme propre du foie.
CONCLUSIONS GENERALES
Des experiences de radiodestructions localisees et de marquages au charbon
permettent de localiser les aires presomptives du foie chez l'embryon de Poulet de
9 a 15 somites. Ces dernieres sont paires et s'etendent de part et d'autre de l'axe
somitique jusqu'au 15eme somite environ. Elles sont reunies en avant au niveau du
repli cardiaque.
Des greffes coelomiques de differentes regions de l'aire hepatique montrent
que seuls les fragments comprenant la levre anterieure de l'ombihc intestinal
peuvent fournir une histogenese hepatique, tandis que les regions laterales isolees
du repli cardiaque ne donnent jamais de foie.
Mesenchyme et l'organogenese hepatique
157
Des obstacles transversaux, places a differents niveaux de l'aire hepatique chez
l'embryon de 10 a 13 somites, empechent la descente du repli cardiaque et la
fermeture de la goutiere intestinale. La partie posterieure de l'ebauche, isolee
de la partie anterieure par l'obstacle, ne fournit pas de foie. En effet, cette region
ne contient que la partie mesodermique de l'ebauche hepatique; la composante
epitheliale est localisee dans la levre anterieure de Fombilic intestinal. L'obstacle
empeche la colonisation du mesenchyme hepatique par les travees epitheliales.
Celles-ci sont issues des bourgeons endodermiques qui restent situes anterieurement au niveau du repli cardiaque.
En arriere des obstacles, on obtient done experimentalement du mesenchyme
hepatique depourvu de cordons epitheliaux. Son role dans l'histogenese
hepatique a ainsi pu etre etudie et son action comparee a celle d'autres mesenchymes qui n'interviennent pas normalement dans l'organogenese du foie.
Le mesenchyme hepatique, qui se developpe en arriere d'un obstacle transversal, favorise, aussi bien in vivo qu'en culture organotypique, la proliferation et la
differentiation de cordons hepatiques a partir de l'ebauche epitheliale du foie.
II exerce une double action sur l'endoderme: d'une part il stimule la proliferation
de ses cellules, d'autre part, il induit lew differenciation en cellules hepatiques. La
Text-fig. 6 represente schematiquement l'isolement experimental du mesenchyme hepatique et le r61e de ce dernier dans l'organogenese du foie.
Au contraire, les mesenchymes des somites, du bourgeon de membre et de la
tete ne permettent pas la differenciation des cellules de l'ebauche endodermique
du foie. Cette derniere, implantee dans ces tissus, ne peut fournir qu'une
vesicule a paroi epitheliale et n'accomplit pas d'histogenese hepatique.
Les mesenchymes pulmonaire et de la paroi du tube digestif fournissent a cet
egard un resultat intermediate: ils permettent en general la differenciation des
cellules hepatiques, mais activent moins leur proliferation que ne le fait le mesenchyme hepatique.
Le mesenchyme hepatique exerce done sur la composante epitheliale du foie une
action morphogene nette, mais sans stricte specificite. En effet, il partage cette
propriete avec un certain nombre d'autres mesenchymes splanchniques qui la
possedent toutefois a un moindre degre.
RESUME
1. La localisation des aires hepatiques presomptives et l'organogenese du
foie ont ete etudiees chez l'embryon de Poulet.
2. Au stade de 10 a 15 somites ces aires presomptives s'etendent de part et
d'autre de l'axe embryonnaire jusqu'au niveau du 15eme somite environ et se
reunissent en avant au niveau du repli cardiaque.
3. Seules les regions de l'aire hepatique comprenant la levre anterieure de
l'ombilic peuvent fournir une histogenese hepatique lorsqu'elles evoluent en
greffes coelomiques.
Sp.P.
Mes.Spl.
M.H.
Obs.
Mesenchyme et V organogenese hepatique
159
4. Des obstacles transversaux places a differents niveaux du territoire hepatique presomptif permettent d'obtenir le developpement du mesenchyme
hepatique depourvu de cordons epitheliaux.
5. Ce mesenchyme hepatique a ete associe a l'ebauche endodermique du foie,
soit in vivo soit en culture organotypique. II exerce une double action sur les
cellules des bourgeons epitheliaux dont il stimule la proliferation et dont il
provoque la differenciation en cellules hepatiques.
6. Certains mesenchymes embryonnaires tels que celui du bourgeon de membre, de la tete ou des somites sont defavorables a revolution de l'ebauche endodermique du foie. D'autres, comme ceux de la paroi du tube digestif et du
poumon permettent la differenciation des cellules hepatiques mais activent moins
leur proliferation que ne le fait le mesenchyme hepatique.
SUMMARY
The experimental isolation of the mesenchyme of the liver and the role of the
mesodermal component of the liver in its organogenesis
1. The presumptive liver regions of the fowl embryo have been denned and the
organogenesis of the liver studied.
2. In embryos of 10-15 somites the presumptive liver regions extend on either
side of the embryonic axis back to the level of the 15th somite. Anteriorly they
join in the anterior intestinal portal.
3. Only those parts of the presumptive liver region that form the lip of the
anterior intestinal portal are able to undergo histogenesis into liver when developing as coelomic grafts.
4. Obstacles placed transversely at different levels of the presumptive liver
territory enable one to obtain the development of hepatic mesenchyme isolated
from the epithelial cords.
5. This hepatic mesenchyme has been combined with the endodermal component of the liver both in vivo and in organ cultures. It has a two-fold influence
6. Representation schematique de certains aspects de Vorganogenese hepatique.
A et B. Role du mesenchyme hepatique. La splanchnopleure (Sp.P.) comprend le mesenchyme splanchnique (Mes. Spl.) et l'endoderme digestif (E.D.) dont l'endoderme hepatique
(E.H.). Sous l'influence du mesoderme (fleches) l'endoderme forme des bourgeons hepatiques (B.H.). II se constitue ainsi un lobe de foie (F.). M.H., Mesenchyme, hepatique.
C. Isolement experimental du mesenchyme hepatique. En arriere d'un obstacle (Obs.) le
mesenchyme hepatique seul se developpe, vide de cordons epitheliaux. (M.H.V.).
D. Obtention d'un lobe defoie mixte, forme apartir du mesenchyme d'un embryon hole et
de Vendoderme hepatique d'un embryon donneur. L'epithelium greffe forme, sous l'influence
du mesenchyme hepatique des cordons epitheliaux qui l'envahissent. Z.B.H., zone des
bourgeons heptiques du donneur; L.O., levre anterieure de l'ombilic intestinal; B.H.h.,
bourgeons hepatiques de l'hote; B.H.g.; bourgeons hepatiques greffes.
TEXT-FIG.
160
NICOLE LE DOUARIN
upon the cells of the epithelial buds for it stimulates them to proliferate and it
provokes their differentiation into liver cells.
6. Embryonic mesenchyme from certain sources, such as the limb bud, the head
and the somites, does not favour the development of the endodermic component
of the liver. Other sources, such as the wall of the gut and of the lung, provide
mesenchyme which permits the differentiation of liver cells, but has less effect
upon their proliferation than does hepatic mesenchyme.
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