Передача сигналов Notch является одним из главных регуляторных путей, который предопределяет многоклеточное развитие, в принципе диктуя судьбу одной клетки в противовес соседней [1]. Этот путь базируется на межклеточных коммуникациях, исходя из того факта, что и Notch репцепторы (Notch1-4 у млекопитающих) и их лиганды (Delta-like1, Delta-like4, Jagged1 и Jagged2 у млекопитающих) являются трансмембранными белками (заметим: Dll3 не учитывается,т.к. он не действует в качестве Notch лиганда, [2,3]). Отщепленный, внутриклеточный домен Notch, NICD, также является коактиватором транскрипции [4-6], который взаимодействует с RBPJ [7-10] и вызывает его связывание с ДНК, чтобы регулировать экспрессию генов [11,12].

Хотя фундаментальная роль передачи сигналов Notch во время развития хорошо звестна, её функция у взрослых организмов остается в тени, вплоть до стволовых клеток. Сегодня известно, что активность Notch является критической для поддержания разных типов взрослых соматических стволовых клеток как покоящихся, так и пролиферирующих [13-17]. В скелетных мышцах взрослые стволовые (сателлитные) клетки, которые пассивны во время гомеостаза, обладают высокой регенеративной способностью и регулируются c помощью передачи сигналов Notch.

Происхождение сателлитных клеток в теле может быть прослежено до мезодермальных клеток дермомиотома [18], временной эпителиальной структуры сомитов, формируемой у мышей приблизительно на (E)9 день эмбриогенеза. Эти стволовые клетки основательницы скелетных мышц, пролиферируют и экспрессируют paired-box/homeodomain транскрипционные факторы Pax3 и Pax7 [19-21]. они подвергаются миогенной спецификации вследствие последовательной экспрессии bHLH Myogenic Regulatory Factors (MRFs), Myf5, Mrf4, Myod и, наконец, гена дифференцировки Myogenin [22-24]. Юношеские сателлитные клетки, которые являются Pax7+ позитивными, обнаруживаются под базальной мембраной мышечных волокон с E16.5 [20] и они действуют как резервуар взрослых сателлитных клеток, которые возникают в течение 2-3 недель постнатального развития [22,25,26].

Мы рассмотрим роль пути Notch во время становления, поддержания и активации сателлитных клеток у мыши. Мы обсудим клеточные аспекты во время развития мышей и постнатально, которые собственно гарантируют активацию передачи сигналов Notch в стволовых клетках скелетных мышц. Более того, подчеркнем противоположные контекстуальные исходы активности Notch и предложим альтернативное мнение её роли во время покоя и регенерации.

Notch receptors and their ligands in myogenic stem cells during development

Передача сигналов Notch играет центральную роль в поддержании мышечных стволовых клеток во время пренатального и постнатального развития мышц. Поэтому существует потребность в постоянной передаче сигналов Notch во время онтогенеза мышц, также как для гомеостаза мышц у взрослых. Каковы же качественные особенности и источники лигандов, необходимых для собственно поддержания соотв. передачи сигналов Notch в соотв. клетках и в соотв. время?

У эмбрионов, по-видимому, основным игроком является Delta-like1 (Dll1), предоставляемый в основном детерминированными миобластами [13,27-29]. Эти клетки являются Myod⁺, которые аналогично нейрональным bHLH факторам [30], индуцируют экспрессию Dll1 [31], чтобы передавать сигнал вышестоящим клеткам и поддерживать популяцию стволовых клеток и клеток предшественников за счет прямых межклеточных взаимодействий. Этот механизм обратной связи регуляции рецептор/лиганд, используемый многими др. клеточными системами [32,33], связан с транскрипционной сигнатурой вышестоящих (высокие уровни Pax7, "Pax7Hi") и дифференцирующихся (Pax7Low) миогенных клеток, которые обнаруживают высокие уровни Notch рецепторов (Notch-1, -2,-3) и активность в предшествующих и высокий уровень экспрессии лиганда Dll1 в последующих [13]. В частности, Pax7 популяция у мышей не экспрессирует обнаружимые уровни Dll4, а транскрипты Notch лиганда и мишени Jagged-1 обнаруживаются только в Pax7Hi клетках, в которых действует передача сигналов Notch (PM, ST, unpublished observations).

Преобладание Dll1 в детерминированных миогенных клетках согласуется с мышечными характеристиками у эмбрионов мыши с пониженными уровнями этого лиганда (от гипоморфного до нулевого аллеля Dll1), у которых обнаруживается тяжелая мышечная гипотрофия обусловленная преждевременной дифференцировкой популяции мышечных стволовых клеток [29]. С учетом, что это может быть мутация зародышевой линии, а не специфичная для определенного типа клеток, это исследование строго подтверждает, что Dll1 необходимый и достаточный Notch лиганд для поддержания миогенных стволовых клеток во время эмбриогенеза. Сходным образом, потеря миогенных стволовых клеток сопровождается усилением дифференцировки у эмбрионов мыши после мышце-специфической, условной делеции Rbpj[34]. При комплементарном подходе было показано,что Myf5^Cre управляемая экспрессия постоянно активирует Notch1 (Myf5Cre:R26stop-NICD) удерживая вышестоящие миогенные клетки от дифференцировки и экспрессии Pax7⁺, даже в отсутствие дифференцирующегося потомства [35]. Путем экстраполяции мы пришли к выводу, что c помощью Dll1 запускаемая каноническая передача сигналов Notch полностью удовлетворяет потребностям принципиального пути, достаточного для автономного поддержания эмбриональных миогенных клеток в ходе всего развития.

Описаны разные источники Dll1 лиганда для субпопуляции мышечных предшественников во время раннего миогенеза у эмбрионов кур [36]. В данном исследовании мигрирующие клетки нервного гребня, экспрессирующие Dll1, запускали временную активацию передачи сигналов Notch в мышечных предшественниках, особенно в дорсальнром дермомиотоме сомитов, который отслаивается, чтобы детерминировать миогенез. Этот привлекательный регуляторный механизм, который участвует в координации разных типов клеток, предстоит протестировать на разных модельных организмах и др. мышечных предшественниках вне дорсо-медиальной губы дермомиотома.

Notch receptors and their ligands in satellite cells

У взрослых в гомеостатических мышцах покоящиеся сателлитные клетки экспрессируют Notch -1, -2 и -3 , также высокие уровни для Notch/Rbpj мишеней Hey1, HeyL, и Hes1, отражая тем самым высокую активность Notch. Устранение передачи сигналов Notch c помощью целенаправленной делеции Rbpj приводит к спонтанной дифференцировке этой клеточной популяции. Следовательно, сателлитные клетки поддерживаются в покоящемся состоянии c помощью канонической активности Notch [13,37]. Интересно, что нокаутные по Notch3 в зародышевой линии мыши имеют, по-видимому,противоположный фенотип, при этом обнаруживается аномально высокое количество сателлитных клеток и гипертрофически регенерируемых мышц даже после семи раундов после повреждения, указывая на антагонистическую функцию с др. Notch рецепторами [38]. Хотя каноническая передача сигналов Notch трансдуцируется c помощью Rbpj, теперь этот транскрипционный фактор, контролирующий передачу сигналов от каждого Notch рецептора, становится критическим вопросом. Условная делеция Notch3, также как и Notch-1 и -2, сможет предоставить пригодную информацию по функциональным взаимоотношениям Notch паралогов в гомеостазе сателлитных клеток.

Базируясь на анатомическом положении сателлитных клеток у взрослых между мышечными волокнами и базальной мембраной, а мышечные волокна являются , скорее всего, источником лигандов. Однако, отсутствие надежных мышиных антител к Dll1 препятствует прямой визуализации белка, особенно относительно положения сателлитных клеток. Генетическое, индуцибельное истощение Dll1 и/или Dll4 особенно вы мышечных волокнах, д. быть достигнуто, чтобы оценить основной источник лиганда. Базальная ламина из базальной мембраны, структура, богатая бесклеточным внеклеточным матричным белком, накладывается на мышечные волокна. Хотя протеогликаны базальной ламины связывают секретируемые цитокины и др. сигнальные молекулы [39], не предполагается, что они связывают Notch лиганды, т.к. они являются трансмембранными белками и их растворимая форма неактивна [40,41].

Альтернативно некоторые типы клеток, располагающиеся вне базальной мембраны, включая перициты, эндотелиальные клетки, PICs (Pw1⁺ интерстициальные клетки), fibro-adipogenic и мезенхимные клетки, д. потенциально действовать как источник лигандов [42]. Кроме того, сателлитные клетки, как было установлено, тесно ассоциируют с капиллярами мышц человека и мыши [43]. Хотя отсутствует очевидный физический контакт между сателлитными и эндотелиальными клетками или перицитами, последний тип клеток может вносить вклад в активацию Notch в сателлитных клетках. В самом деле, и позвоночные и беспозвоночные, обладающие клеточными выпячиваниями (филоподиями), несущими Dll, способны к активации передачи дальнодействующих сигналов Notch [44-46], предоставляя возможный способ клеточных взаимодействий, пересекающих базальную мембрану. Более того, даже в отсутствии клеточных контактов, растворимые факторы, секретируемые интерстициальными клетками, могут усиливать стимуляцию пути Notch в сателлитных клетках c помощью паракринного механизма.

Мышечные волокна, покрывающие их базальные мембраны, а также различные типы клеток, указанные выше, составляют сложное микроокружение, которое поддерживает сателитные клетки в G₀ обратимом состоянии клеточного цикла. Разрушение этой ниши сателлитных клеток неизменно приводит к выходу из покоя и вступлению в фазу активной пролиферации. Статус передачи сигналов Notch в сателлитных клетках во время перехода от G₀ к пролиферации клеток миогенных предшественников труден для расшифровки.

Proliferating and Quiescent myogenic stem cells: two distinct cell states regulated by Notch

У эмбрионов мышей передача сигналов Notch важна для поддержания пролиферирующих Pax7⁺ клеток, хотя она, по-видимому, не нужна для возникновения дермомиотома [29,34]. У⁺ взрослых передача сигналов Notch является критической для поддержания покоящихся сателлитных клеток во время гомеостаза [13,37]. Помимо поддержания покоя активность Notch, скорее всего, облегчает переход в такое клеточное состояние, т.к. усиленная экспрессия NICD способствует преждевременному выходу из клеточного цикла пренатально, характеризующегося маркерами покоя: Pax7SUP>+, CalR⁺ (CalR: Calcitonin рецептор, маркер сателлитных клеток взрослых), Myod^- [35]. Кстати остаётся неясным, как Notch поддерживает стволовые клетки в пролиферативном состоянии во время развития и в покоящемся состоянии у взрослых. Одним из наиболее распространенных признаков является предупреждение дифференцировки, возникает вопрос, отражает ли состояние покоя отсутствие пролиферации и дифференцировки или bona fide определяет клеточное состояние.

Notch signalling collapses during satellite cell activation: a prerequisite or consequence?

В контексте репарации предыдущие сообщения предположили, что активация сателлитных клеток последующая пролиферация управляются c помощью передачи сигналов Notch [47-49]. Это мнение находилось в согласии с ролью этого пути передачи сигналов во время развития. Более недавние исследования фундаментально изменили это мнение после проверки активности пути Notch непосредственно в миогенных клетках in vivo. Здесь мы подчеркнем недавние сообщения, что подчеркивают более распространенную роль Notch во время миогенеза у взрослых. Мы впервые опишем ключевые ступени, которые характеризуют активацию сателлитных клеток, затем обсудим роль передачи сигналов Notch во время этих критических стадий.

Одной из особенностей выхода из G₀ является удлинение G1 фазы, которая следует в измененной последовательности. Это действительно происходит в сателлитных клетках: в поврежденных мышцах, сначала S-фаза активированных сателлитных клеток in vivo инициируется между 14 ч и 18 ч после повреждения (Notexin-injury), [50]. Соответственно, первые митозы покоящихся сателлитных клеток, изолированных c помощью FACS, обнаруживаются между 18-27 ч после помещения в условия с низким содержанием кислорода [13,50]. Кстати, самым ранним молекулярным маркером активированных сателлитных клеток является фосфорилирование p38 (pp38^-/-), сопровождаемое Myod [51-53]. Также Myf5 усиливает свою активность до высокого уровня [54,55], но в отличие от Myod, белок Myf5 обнаруживается в большинстве покоящихся сателлитных клеток [55]. Интересно, что во время G1-фазы после молчания, Myod не способствует дифференцировке, но вместо этого непосредственно регулирует экспрессию Cdc6, гена, участвующего в обеспечении доступности хроматина для репликации ДНК [53,56]. будучи активированными миобласты вступают в клеточный цикл и продолжают делиться каждые 7-8 ч (как in vivo, так и в культуре с низким содержанием O₂; [50]) пока большинство не достигнет терминальной дифференцировки за счет подавления Pax7 и активации Myogenin. Часть пролиферирующей популяции, однако, способна к само-обновлению и возвращению к покою (Pax7⁺/Myod^-).

Ранее было предположено, что передача сигналов Notch является движущей силой пролиферации, активированных сателлитных клеток и это мнение согласуется с общим способствующим митозу действием NICD в др. системах [57,58]. Однако недавние экспериментальные доказательства исправили наше мнение относительно роли передачи сигналов Notch во время активации. Это базируется на: 1) резком снижении активности эндогенного Notch in vivo после повреждения мышц; 2) на продолжающейся пролиферации и эффективной регенерации Rbpj нулевых сателлитных клеток; 3) на затрудненной пролиферации активированных сателлитных клеток, постоянно экспрессирующих активный фрагмент NICD.

Отметим, что анализ активированных миобластов, изолированных из регенерирующих мышц показал, что эндогенная передача сигналов Notch драматически снижается после активации по сравнению с неактивированными сателлитными клетками [13,37]. В обоих исследованиях сателлитные клетки из мышц задних конечностей, поврежденных или Notexin ядом [13] или солью BaCl2 [37] были проанализированы c помощью количественного RT-PCR. Независимо от модели повреждения экспрессия запущенных Notch/Rbpj мишеней Hey1, Hey2, HeyL Hes5, и Hes1 была снижена до 80-90% по сравнению с покоящимися сателлитными клетками. И только один член семейства Hes, Hes6, обнаруживал усиление активности. Однако, Hes6 не является непосредственной мишенью Notch/Rbpj и он способствует миогенной дифференцировке [59]. Важно, что данные микромассивов сравнения покоящихся и активированных сателлитных клеток (изолированных c помощью FACS) in vivo, подтвердили, что передача сигналов Notch драматически снижается в пролиферирующих миобластах [60]. Соотв., анализ клеток GFP⁺ от поврежденных трансгенных мышей Tg:Pax7-nGFP показал, что снижение активности Notch происходит почти немедленно (в течение 20 ч) после повреждения [13], т.е. перед появлением первого клеточного деления in vivo [50]. В дальнейшем передача сигналов Notch слабая в пролиферирующих миобластах и начинает увеличиваться снова спустя 4-5 дней после повреждения, временная точка, которая соответствует появлению дифференцированных, Myogenin⁺ клеток в популяции и снижению общей пролиферации миогенных клеток. Предполагается, что усиление активности Notch во время регенерации отражает Pax7Hi, само-обновляющихся миогенных клеток. Максимальные уровни активности Notch затем восстанавливаются спустя 20-30 дней после повреждения, в соответствии с тканевым гомеостазом и восстановлением само-обновления сателлитных клеток. Следовательно, большинство миогенных клеток обладает незначительной или не обладает активностью Notch непосредственно после активации сателлитных клеток в то время, когда эти клетки покидают состояние покоя, чтобы подвергнуться экспоненциальной экспансии (Figure 1).

Figure 1. Notch signalling activity during muscle regeneration.Upper panel: In wild type muscle, quiescent, G0-arrested satellite cells have high Notch activity (purple line), which maintains Pax7 and inhibitsMyod (indirectly: dotted line) and Myogenin (directly via Hey1) expression. Immediately after activation, satellite cells downregulate Notch activity and express Myod that is required for appropriate Cdc6expression and S-phase entry. During the amplification phase high Notch activity is restricted to upstream, Pax7Hi cells that remain undifferentiated and self-renew to replenish the satellite cell pool. Notch activation is triggered by Dll1-bearing differentiating myoblasts. Non-muscle cells, like infiltrating inflammatory cells and fibro/adipogenic progenitors could also trigger or influence Notch activation. The expression of Dll ligands by the mature myofibres is likely, but remains to be demonstrated. Lower panel: Rbpj null satellite cells (no Notch activity: dotted purple line) enter the cell cycle normally and start proliferating. Mutant satellite cells differentiate faster (yellow cells) and fail to self-renew.

Ясно также, что во время регенерации активированные миобласты взаимодействуют с др. типами клеток, включая инфильтрирующие воспалительные клетки [61,62] и фибро/адипогенные предшественники [63]. Эти взаимодействия могут быть продуктивными по природе, по крайней мере частично, посредством передачи сигналов Notch. С этой точки зрения манипуляции с путём Notch посредством инъекции ингибирующих или активирующих реагентов в регенерирующих мышцах могут в принципе з0атрагивать популяции миогенных и не миогенных клеток, вызывая тем самым косвенно несвязанные фенотипы. Более того, различия между соединениями или мутациями, затрагивающими Notch или Rbpj гены, могут выявлять предполагаемые не канонические функции как рецепторов, так и Rbpj.

В соответствии с данными по экспрессии, представленными выше, генетический анализ мышей с активированной или блокированной передачей сигналов Notch подтверждает мнение, что повышение передачи сигналов Notch не является необходимым и, скорее всего, это несовместимо с временной амплификацией миобластов. Безразличие к активности Notch во время пролиферации миобластов иллюстрируется фенотипами Rbpj нулевых мышей в контексте регенерации. Если мышцы с нулевыми Rbpj сателлитными клетками были повреждены (повреждение происходит спустя 16 дней после tamoxifen-индуцированной делеции гена Rbpj , гарантируют полное удаление белка), репарация ткани в целом нормальная только с слегка меньшими мышечными волокнами ([13], and data not shown; Figure 2). Более того, первый митоз культивируемых Rbpj нулевых сателлитных клеток был сходен по времени с контрольными Rbpj^+/- клетками, как показывает видеомикроскопия [13]. Кроме того, Rbpj нулевые клетки могут умножаться в культуре в течение первых 3-4 дней, т.е. прежде чем дифференцировка станет значительной. В комплементарном исследовании было показано, что покоящиеся сателлитные клетки, экспрессирующие постоянно активированный Notch1 (Pax7CreERT2: R26stop-NICD), неспособны выходить из состояния покоя,т.к. последующая пролиферация достоверно снижена [64]. Итак, эти данные строго подтверждают, что временное снижение передачи сигналов Notch/Rbpj во время активации сателитных клеток является обязательным для перехода к размножению миогенной популяции.

Figure 2. Differential outcomes of loss of Notch activity during regeneration and tissue turnover. During regeneration (left) both wild type and Rbpj null myoblasts proliferate and form new muscle fibres. In the absence of Notch signalling, the size of the amplified population is smaller since the cells fail to self-renew. During tissue homeostasis (right) a small fraction of satellites cells exit quiescence and divide (red chromosomes, BrdU+) to give rise to new satellite cells and fusion-competent myoblasts. Satellite cell specific deletion of Rbpj results in an increase in the number of cells that exit quiescence; these cells differentiate spontaneously. In sharp contrast to wild type cells the majority of Rbpj null satellite cells become Myogenin-positive without going through S-phase (black chromosomes).

Сходные противоречивые наблюдения заключаются в том, что изолированные сателлитные клетки собак, помещенные на Dll1 лиганд, умножаются больше, чем не обработанные клетки [65]. Одним из главных отличий между этими и Pax7CreERT2: R26stop-NICD экспериментом, процитированном выше, является то, что клетки были подвергнуты воздействию лиганда после из изоляции, хотя они уже были активированы. Если подавление Notch в самом деле является критическим для Myod-управляемого G1/S перехода, то возможно, что некоторые из диссоциированных клеток уже были подключены к действию программы Myod. Альтернативно, хроническая передача сигналов Notch в культуре может приводить к случайной амплификации клеток популяции после инициальной задержки. Эти кажущиеся несопоставимыми наблюдения могут выявлять количественные различия между первым G1/S переходом и теми, что происходят во время амплификации миогенных клеток.

A model for Notch signalling during early satellite cell activation and homeostasis

В попытке дать реалистичное объяснение контекстуальной роли передачи сигналов Notch, мы предположили, что непосредственный коллапс в активности вследствие повреждения отражается в физической диссоциации сателлитных клеток от источника лиганда (скорее всего, мышечных волокон). Наблюдение, что pp38^-/- и Myod являются ранними маркерами активированных сателлитных клеток, также является связанным с нижестоящей передачей сигналов Notch, т.к. оба, как было установлено, ингибируются c помощью активированного Notch [35,51]. В самом деле, разумно ожидать, что передача сигналов Notch д. временно отключаться, чтобы сделать возможной экспрессию Myod, чья активность посредством Cdc6 важна для выхода из состояния покоя [53] (Figure 1). Увеличение активности Notch на 4-5 день после повреждения д. заканчиваться испусканием сигналов (Dll1⁺/Myog⁺) и восприятия сигнала (Pax7Hi) клетками, вызывая асимметричные или симметричные клеточные деления. Необходим анализ на уровне одиночной клетки, чтобы исследовать, участвует ли остаточная активность Notch в пролиферирующих миогенных клетках только в специфической субпопуляции, напр., в само-обновляющихся Pax7Hi клетках.

Особенно во время гомеостаза потеря активности Rbpj приводит к истощению пула сателлитных клеток после периода задержки в 5-7 недель [13,37]. В резком контрасте с активированными сателлитными клетками, большинство Rbpj нулевых клеток дифференцируется непосредственно в отсутствие мышечного повреждения, без вступления в S-фазу, затем они сливаются с мышечными волокнами (Figure 2). Это наблюдение строго подтверждает, что в контексте нормального оборота сателлитных клеток активность Notch необходима для осуществления перехода G1/S . Анализ Notch нулевых клонов в имагинальных глазных дисках Drosophila чётко продемонстрировал. что Notch необходим для преодоления G1-S КПП (check-point) [66], в соответствии с наблюдениями, цитированными выше. Находка, что во время регенерации Rbpj нулевые сателлитные клетки подвергаются, кажущейся нормальной, первой G1/S фазе после покоя и они временно умножаются, подчеркивая вторичный путь, который участвует во время повреждения, но который отсутствует во время гомеостаза. Снова такое контрастирующее поведение подчеркивает различные контекстуальные исходы активности Notch в гомеостазе в противовес повреждению. Интересно, что в модели, где поддерживается конституитивная экспрессия NICD в вышестоящей миогенной популяции (Myf5Cre-NICD), миогенные клетки проходят пролиферацию во время развития, чтобы экспрессировать эмбриональные и плодные специфические маркеры, затем они преждевременно выходят из клеточного цикла, чтобы адоптироваться к состоянию покоя позднее во время плодного развития. Существует, по-видимому, противоположное поведение для NICD: сравнимое с пролиферирующими миогенными клетками во время раннего эмбриогенеза и с состоянием покоя в последующей плодной фазе [35]. Эти находки привели нас к предположению, что Notch играет роль скорее как посредника, чем инициатора выбора клеточных судеб в этом сценарии, оставляя открытой дверь для исследования альтернативных путей, которые способствуют покою стволовых клеток.

Towards understanding what lies downstream of Notch signalling

Важной инициальной ступенью в понимании онтогенетических исходов активации передачи сигналов Notch является идентификация нижестоящих мишеней и степени консервации клеточных контекстах. В попытке адресовать этот вопрос, был осуществлен целого генома ChIP-seq скрининг для выявления непосредственных мишеней для Rbpj/NICD в культивируемых миогенных клетках при активной и подавленной передаче сигналов Notch [11]. В этом исследовании две точки были рассмотрены. Во-первых, в мышечных клетках мышей, соединение Rbpj с ДНК регулируется динамически c помощью передачи сигналов Notch, расширяя тем самым между видами и на геномной шкале, поведение связывания Drosophila Rbpj с E(spl) кластером генов [12]. Др. словами, Rbpj плохо соединяется или не соединяется вообще с ДНК в отсутствии передачи сигналов Notch. Напротив, активация передачи сигналов Notch приводит к рекрутированию Rbpj вместе с NICD на энхансеры/промоторы и последующей активации транскрипции. Динамическая ассоциация Rbpj с ДНК противоречит превалирующему мнению, что этот транскрипционный фактор статически занимает своё место связывания, тогда как происходит замена репрессоров на активаторы в ответ на NICD. Неожиданно вторая категория сайтов связывания была идентифицирована и эти последовательности не занимаются NICD, но постоянно связывают Rbpj. Интересно, что этот скрининг открыл ряд Rbpj/NICD энхансеров, сцепленных с генами, кодирующими белки, ассоциированные с внеклеточным матриксом. Возникает интригующая возможность, что скелетно-мышечные стволовые клетки могут частично вносить вклад в композицию их ниш посредством клеточно автономных, Notch-регулируемых механизмов. Такой механизм находится в согласии с недавним сообщением, что Notch сигналы контролируют возвращение домой сателлитных клеток под влиянием собственно сборки из компонентов базального листка [67]. Более того, миобласты, экспрессирующие конституитивно активированный Notch1 (Myf5Cre:R26stop-NICD), выживают в ходе развития в отсутствии мышечных волокон и в этом сценарии клетки выходят из клеточного цикла на поздней плодной стадии и окружаются laminin, возможно воспроизводящим ниши [35].

Review and conclusion

As often reported in the past, the outcome of Notch signals is profoundly dependent on the cellular context [68,69]. Muscle stem cells are no exception; pathway activity is critical for maintaining proliferating stem cells during growth, but also adult satellite cells, which are G0-arrested. Generally, Notch action is pro-myogenic when it is linked to inhibition of differentiation, but it can also suppress growth in tissues where its physiological role is to induce cell differentiation, for example in the skin [70,71]. The quiescent state, however, constitutes an alternative, more complex paradigm, where block of differentiation and reversible cell cycle arrest simultaneously co-exist. Once again, distinct extrinsic and intrinsic factors seem to determine the phenotypic consequences of loss of Rbpj function in satellite and adult neural stem cells, where the former differentiate without entering S-phase during homeostasis [13] and the latter collectively enter the cell cycle and undergo transit amplification [14,15]. A major challenge in the future is to identify the partners and the tissue specific downstream targets of Notch signalling that influence the developmental outcome of this fundamental signalling pathway, and to elucidate the unique and common outcomes of signalling through distinct Notch receptors in the context of Rbpj function.

Distinct contextual roles for Notch signalling in skeletal muscle stem cells Philippos Mourikis and Shahragim Tajbakhsh BMC Developmental Biology 2014, 14:2 doi:10.1186/1471-213X-14-2

Distinct contextual roles for Notch signalling in skeletal muscle stem cells
Philippos Mourikis and Shahragim Tajbakhsh
BMC Developmental Biology 2014, 14:2 doi:10.1186/1471-213X-14-2