ДУГИ АОРТЫ (Артерии Бранхиальных Дуг) |
|
---|---|
|
У эмбрионов кур проксимальные части каждой пары артерий аортальных дуг (кроме 5-й) возникают из аортального мешка, а их дистальные части соединяются с парой дорсальных аорт . Промежуточные части артерий аортальных дуг, легочные артерии и сосуды глоточных дуг, формируются из сплетения капиляров и ангиогенных клеток, называемых спланхническим сплетением, которое первоначально развивается вокруг передней кишки, затем расширяется и ремодулируется. Проходимые артерии 6-й аортальной дуги впервые обнаруживаются у эмбрионов кур на стадии 18. Их появлению предшествует образование легочных артерий, которые соединяются с артериями 6-х аортальных дуг примерно посредине. В течение 6-го дня эмбрионального развития клетки (ст.28-29), пережидающие в кардиальном нервном гребне, спускаются в глоточные дуги, проникают оттуда в стенки сосудов аортальных дуг и спускаются в тракт оттока. Рис.1. Схематическое изображение вклада клеток нервного гребня в развивающуюся артериальную систему у эмбрионов кур. Точками и серым цветом отображен относительный вклад клеток нервного гребня в периэндотелиальную ткань или среднюю оболочку сосудов. а, стадия 21. b, ст.27. с, ст.31. d, ст.40. Обозначения: 1 - дорсальная аорта, 2 - аортальный мешок, 3 - брахиоцефалическая артерия, 4 - нисходящая аорта, 5 - легочная артерия, 6 - восходящая аорта, 7 - сонная артерия, 8 - подключичная артерия, 9 - дуга аорты, 10 - ductus arteriosus, 11 - коронарная артерия, 12 - легочный ствол. III, IV, VI - артерии бранхиальных дуг
Fig.1. Schematic representation of neural crest cells(NCC) to developing arterial system in the chick, as deduced from quail-chick chimeras and retrovirally infected embryos. Density of dots corresponds with relative contribution of NCC to periendothelial tissue or the media. a, Stage 21. b, stage 27. c, Stage 31. d, Stage 40. 1 - dorsal aorta; 2 - aortic sac; 3 - brachiocephalic artery; 4 - discending aorta; 5 - pulmonary artery; 6 - ascending aorta; 7 - carotid artery; 8 - subclavian artery; 9 - aortic arch; 10 - ductus arteriosus; 11 - coronary artery; 12 - pulmonary trunk; III, IV, VI - pharyngeal arch arteries Они обнаруживаются и в мезенхиме вокруг проксимальных частей легочных артерий. Клетки нервного гребня исчезают из проксимальных частей легочных артерий в конце 8-го дня развития. За исключением парасимпатического ганглия клетки нервного гребня отсутствуют по всей длине легочных артерий, в корнях легких и легких. Стенка же 6-й аортальной дуги, включая артериальный проток заполнена клетками нервного гребня до самой дорсальной аорты (Waldo,Kirby, 1993)(Bergwerff et al., 1998)Клетки нервного гребня первыми дифференцируются в первичные гладкомышечные клетки артериальных дуг. Позднее клетки НГ дифференцируются в адвентициальные фибробласты и гладкомышечные клетки и немышечные клетки среднего и интимного слоя артерий бранхиальных дуг. Клетки Нг оказываются в артериях аортальной и пульмональной дуг и в брахиоцефалических и каротидных артериях(Рис.1). Коронарные и легочные артерии, а также нисходящая аорта не содержат клеток НГ. Средний слой (media) передних кардинальных вен также образуется производными клеток НГ. Эластичные артерии, образуемые с участием дериватов НГ, отличаются от не-НГ эластичных артерий своим клеточным составом и организацией эластических волокон. Границы между областью, содержащей клетки НГ, и структурами мезодермальных сосудов очень резкие и совпадают с заметными изменения морфологии сосудов за исключением области аортального и легочного ствола, формирующихся из двух источников (НГ и мезенхимы), в которых части мезодермального происхождения не отличаются по морфологии от частей, производных НГ. Типичная ламмелярная структура сосудистой стенки образуется в сосудах со вкладом клеток НГ. Структура стенок отражается и на патологических процессах. Ассоциированный с фибриллином-1 с-м Марфана связан с расширением и разрывом восходящей аорты, тогда как ассоциированный с эластином с-м Вильямса связан с надклапанным стенозом аорты.
Использовали моноклональные антитела QH-1 , метящие эндотелиальные клетки и их предшественники, и HNK-1 мечение мигрирующих клеток нервного гребня для отслеживания их мигарции после удаления нервного гребня и у ложно-оперированных эмбрионов. У ложно-оперированных эмбрионов артерия третьей аортальной дуги развивалась из люминизированного тяжа эндотелиальных предшествеников , котороые отделялись от глоточной энтодермы , во время миграции клеток кардиального нервного гребня , когда они ensheathed the artery. Артерии дуг у эмбрионов с удаленным нервным гребнем люминизировалась, но оказывалась неспособной отделиться от глоточной энтодермы, указывая тем самым на то, что клетки нервного гребня необязательны для раннего образования артерий аортальных дуг из эндотелиальных предшественников. Однако, когда инициируется кровоток через артерию третьей дуги у crest-ablated эмбрионов на стадии 16, то артерии становятся misshapen и sinusoidal. На 3-й день развития происходит аномальное соединение с дорсальной аортой и теряется билатеральная симметрия, указывая на то, что потеря эктомезенхимных производных нервного гребня дестабилизирует nascent артерии. Предполагается, что кардиальный нервный гребень необходим для сохранения артерии дуги , но не для ее образования. Более того так как изменения в развитии артерии дуги обнаруживаются до образования tunica media,то можно предположить, что критический период в развитии артерий дуг достигается после люминизации, но до образрования tunica media, которая является указанием на присутствие клеток кардиального нервного гребня (Waldo et al.,1996) .
У эмбрионов мыши клетки нервного гребня области заднего мозга экспрессируют Wnt-1, начиная со стадии 6 сомитов (McMahon et al., 1992) . Экспрессия Wnt-1 особенно сильна в клетках НГ из среднего и заднего мозга. Эти клетки вносят свой вклад и в формирование черепно-лицевой мезенхимы и формирования тракта оттока и дуг аорты. Клетки, предназначенные для образования первой дуги аорты происходят из клеток НГ области среднего мозга, а клетки для 2-6 дуг аорты происходят из клеток НГ области заднего мозга. Эти клетки формируют стенки больших сосудов, но не эндотелиальную выстилку. Клетки НГ с 3-ей по 6-ю дугу участуют также в разделении truncus arteriosus и известны как cardiac neural crest cells. Удаление клеток нервного гребня заднего мозга приводит к аномалиям всех аортальных дуг и тракта оттока сердца, что ведет к изменению гемодинамики и расширению камер сердца. Аномалии сердца, вызываемые инъекциями мышам антисмысловых последовательносте Wnt-1, по-видимому обусловлены нарушением вклада клеток НГ в образование тракта оттока сердца и/или аортальных дуг, из-за гибели этих клеток или нарушения их миграции (Augustine et al.,1993). Экспрессия Нох генов такова, что каждая глоточная дуга экспрессирует уникальную комбинацию паралогичных групп. Это обеспечивается тем, что каждая группа имеет специфическую переднюю границу экспрессии. Наиболее каудальная фарингеальная дуга экспрессирует каждую из 4-х паралогичных групп. 6-я дуга является передней границей экспресиии паралогичной группы 5. Кардиальный НГ мигрирует в глоточные дуги 3, 4 и 6, следовательно, наиболее интересны паралогичные группы 3 (Zen/pb), 4 (Dfd), 5 (Scr). Использовали паралогичные группы Нох мРНК с их передними доменами экспрессии в глоточных дугах 3,4 и 6 . Эффект антисмыслового таргетинга паралогичной группы 3 Нох(Zen/pb) мРНК локализовался в глоточных дугах, вызвал регрессию артерий 3-й аортальной дуги так как обычно это происходит в аортальной дуге 2, тогда как антисмысловой таргетинг паралогичной группы 5 Нох (Scr) мРНК обусловливал появление дополнительной глоточной дуги , содержащей новую полностью независимую артерию аортальной дуги. Антисмысловой таргетинг паралогичной группы 4 Нох (Dfd) не вызывал обнаружимого кардиоваскулярного фенотипа в первые 6 дней развития. Регрессия артерии третьей дуги была связана с паттерном аномального разделения аорты и легочного ствола,но не вызывала аномального разделения аорты и легочного ствола, полулунных клапанов или субвальвулярной области тракта оттока. Так как ни одно из этих изменений развития глоточных дуг или артерий аортальных дуг не сопровождалось аномальным развитием кардиального тракта оттока, то очевидно, что формированике нормального паттерна артерий аортальных дуг не является обязательным условием нормального развития сердца .
Полученные результаты указывают на то, что клетки кардиального НГ могут влиять на число и качественые особености каудальных глоточных дуг. Удаление кардиального НГ не влияет на число дуг или основы сегментации фарингеального аппарата .Следовательно, неправильная спецификация качественных особенностей НГ, по-видимому, оказывает доминантный эффект на число бранхиальных дуг, причина этого неизвестна. Используя (RT-PCR) не удалось выявить изменения в любой из Hox messages групп за исключением группы 4. Предполагается, что это м.б. результатом чрезвычайной чувствительности PCR амплификации, так что в действительности таргетированные мРНК были снижены in vivo , что и обусловило появление наблюдаемых фенотипов, но дало норманые уровни после амплификации. Не удалось продемонстрировать , что экспрессия Нох генов клетками кардиального нервного гребня контролирует формирование паттерна аортальных дуг . Формирование аномального паттерна артерий аортальных дуг необязательно ведет к нарушениям морфогенеза сердца. Пока клетки НГ попадут в тракт оттока блокада мРНК перестает действовать и происходит нормализация мРНК. Альтернативное объяснение, что роль клеток НГ в развитии сердца не связана с паттернированием последнего, как это имеет место в глоточных дугах. (Kirby et al.,1997).
Воздействие тератогенами, такими как алкоголь и ретиноевая кислота также нарушает развитие соотв. клеток НГ и приводит к аномалиям сердца и дуг аорты.
|