У гаструлирующих эмбрионов мыши ретиноевая кислота (RA) индуцирует морфологические и молекулярные нарушения, зависящие от времени воздействия. Так, эмбрионы, обработанные RA на стадии средней или поздней первичной полоски характеризуются редукцией ростральных частей ЦНС и увеличением заднего мозга. У тех же эмбрионов потеря генов, экспрессируемых передним мозгом, таких как Emx1, Emx2, и Dlx1 и ростральная эктопическая экспрессия Hoxb-1 гена указывают на репаттернирование в передне-заднем направлении областей переднего- среднего и заднего мозга. Некоторые гены, такие как Pax-2, Wnt-1, En-2, и En-1, участвуют в создании региональных особенностей и границ среднего и ростральных частей заднего мозга. Показано, что эти гены координировано anteriorized только у эмбрионов, обработанных RA на стадии поздней полоски. Более того, в заднем мозге тех же самых эмбионов на 8.5 days post coitum (dpc), Wnt-1 и Pax-2 индуцируются рострально вдоль нервных пластинок. Если учесть, что маркеры переднего мозга репрессируются у эмбрионов,обработанных RA , то эти данные строго подтверждают идею, что обработка RA на стадии поздней полоски индуцирует упорядоченное репаттернирование ростральных частей ЦНС, возможно нарушая природу передне-задних мезодермальных индуктивных сигналов (Avantaggiato et al.,1996).

Изучали изменения вызываемые ретиноевой кислотой в сегментации заднего мозга и бранхиальных дуг с помощью трансгенных мышей с репортерным геном под контролем Hox-B1 (Hox-2.9), Hox-B2(Hox-2.8) и Krox-20 генов. Эти гены быстро отвечают на воздействие ретиноевой кислоты на стадии предголовной складки и подвергаются прогрессивным изменениям в сегментной экспрессии, которые ассоциируют со специфическим фенотипом заднего мозга и первой бранхиальной дуги . Очевидно, что


    ретиноевая кислота индуцирует изменения Нох кода  в заднем
   мозге, это сопровожадется гомеозисной трансформацией  ромбомеров
   (r) 2/3 в r4/5.
         Основным свойством этих ромбомерных  фенотипов является то,
   что тройничный двигательный  нерв  трансформируется  в   лицевой
   (facial identity). Это изменение состояния  детерминации   ромбо-
   меров распространяется и  на  происходящие  из клеток НГ области
   r2/3 , которые  также  экспрессируют более   задние  Нох маркеры,
   указывая на то, что  индуцированные  ретиноевой кислотой   транс-
   формации распространяются  на  множественные  компоненты  первой
   бранхиальной дуги  (Marshall et al.,1992)
.

Воздействие на стадии средней гаструлы на эмбрионы мыши ретиноевой кислотой индуцирует сдвиг вперед экспрессии Hoxa-1 (Hox-1.6) и Hoxb-1 (Hox-2.9) генов. Отдельные, добавочные домены Hoxb-1 экспрессии обнаруживались в виде полос и участков в ромбомерах r3, r2, и r1. Аксоны двигательных нейронов в r3 обычно проэцируются латерально, прежде чем они резко повернут рострально к выходящему из r2 тройничному нерву. Паттерны нарушенной проэкции обнаружены для отдельных нейронов, групп нейронов или для всего набора r3 двигательных нейронов у разных эмбрионов. Эти r3 аксоны поворачивали в противоположном направлении и выходили вместе с лицевыми нервами из r4. Эти изменения указывают на связь между нахождением пути аксонами и внутренне присущей нейрональной спецификацией аксонов с помощью Нох кода (Kessel,1993). Воздействие ретиноевой кислоты на недавно сегментированный задний мозг ведет к исчезновению задних ромбомерных границ. Потере границ предшествует изменение сегментной экспрессии Krox-20 и Cek-8 и сопровождается нарушением экспресси Нох генов. Характерная морфология пограничных клеток, экспрессия ими follistatin и периодическое накопление аксонов, обычно ассоциированных с границами, все это теряется. В отсутствие границ не выявлено изменения в передне-заднем распределении клеток-предшественников и в большинстве случаев не обнаруживается существенного перемешивания клеток первоначальных ромбомерных единиц. Это указывает на то, что клональное ограничение может поддерживаться с помощью процессов, отличных от механических барьеров, формируемых пограничными клетками. Большая часть ранней организации двигательных ядер выглядит нормальной несмотря на потерю границ и нарушенную экспресию Нох (Nittenberg et al.,,1997).

РЕТИНОЕВАЯ КИСЛОТА и СЕРДЦЕ

Плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки (ES) спонтанно дифференцируются в эмбрион-подобные агрегаты с кардиомиоцитами типа pacemaker-, atrium- and ventricle-like , которые могут быть различены по их специфическим паттернам потенциалов действия (action potentials). Воздействие ретиноевой кислотой (RA) во время дифференцировки ES клеток увеличивает количество кардиомицитов в зависимости от продолжительности действия и концентрации ретиноевой кислоты(Wobus et al.,1997).

Анализировали экспрессию β-galactosidase, управляемой промотором ventricular myosin light chain-2 (MLC-2v) . Было выявлено увеличение активности β-galactosidase в кардиомиоцитах эмбриоидных телец на 7 + 16 день . RA,как all-trans так и 9-cis конфигурации обусловливает существенное ускорение дифференцировки кардиомиоцитов и временное увеличение активности β-galactosidase . Было также показано, что как 10(-8) M так и 10(-9) M RA обусловливают увеличение уровня α-cardiac MHC и MLC-2v мРНК у ранних эмбриоидных телец, но не на терминальных стадиях развития . Следовательно, RA-индуцированная ускоренная экспрессия cardiac-specific генов обусловливает усиление ( enhanced)развития вентрикулярных кардиомиоцитов. Увеличение числа ventricle-like клеток после воздействия RA обнаружено также при patch-clamp анализе. Количество кардиомиоцитов со свойствами Purkinje и ventricle-like увеличивается воздействием RA, тогда как количество pacemaker- и atrium-подобных клеток снижено, а ранние pacemaker клетки не меняются в количестве.

Воздействие на эмбрионов Xenopus постоянных низких доз all-trans retinoic acid (RA),начиная со времени закрытия нервных складок, блокирует экспрессию маркеров миокардиальной диффернцировки. Развитие эмбриона протекает почти нормально . Паттерн экспрессии эндокардиальных генов также неизменен. Однако RA блокирует экспрессию миокардиальных генов, сформировавшаяся сердечная трубка выглядит нормально , однако она неспособна формировать петлю во время последующего развития и не формирует функционально способной сократительной ткани. Воздействие RA после миокардиальной дифференцировки не оказывает влияния на развитие сердца(Drysdale et al.,1997).

Ретиноевая кислота вызывает различные кардиальные дефекты. Часть этих дефектов связана с изменениями эндокардиальных подушек. Происходит уменьшение образования мезенхимных клеток. Предполагается, что ретиноевая кислота влияет на внеклеточнй матрикс.
Изучали влияние ретиноевой кислоты на формирование кардиальной мезенхимы эмбрионов кур in vitro и определяли изменения экспрессии hLAMP-1, фибронектина и трансферина, 3-х из примерно 10 компонентов матрикса, необходимых для формирования мезенхимы. Во всех случаях формирование мезенхимных клеток супрессировалось, однако супрессии не обнаруживалось, если вместе с ретиноевой кислотой вводили и MyoCM (cardiac myocyte cultures ст.15-16). Ретиноевая кислота стимулирует синтез белка. Обработанная ретиноевой кислотой культура миоцитов содержит значительно больше hLAMP-1 и фибронектина, чем нормальные клетки или DMSO контроль. Однако трансферин не испытывал влияния со стороны ретиноевой кислоты. Ретиноевая кислота, по-видимому, влияет на продукцию миоцитами компонентов матрикса и эти изменения приводят к снижению формирования мезенхимных клеток.