Transcription factors Msx1 and Msx3 and neural tube development.
Транскрипционные факторы Msx1 и Msx3 и развитие нервной трубки
Distinct activities of Msx1 and Msx3 in dorsal neural tube development.
Liu, Y. et al.
Development 131, 1017–1028 (2004)
Перевод И.Г. Лильп (lilp@mail.ru)
| Neural Fold Closure
Bmp2 is required for cephalic neural tube closure in the mouse
Trisha Castranio (castran1@niehs.nih.gov), Yuji Mishina Developmental Dynamics, Volume 238 Issue 1, Pages 110 - 122, 2009
BMPs, как было установлено, играют роль в развитии нервной трубки, особенно в качестве дорсализующих факторов. Чтобы доказать возможность, что BMP2 может играть роль в развитии нервной трубки (NT) и избежать гибели Bmp2 нулевых эмбрионов мышей, были получены Bmp2 химеры из Bmp2 нулевых ES клеток и дикого типа бластоцистов. Анализ Bmp2 химер выявил дефекты NT на 9.5 день эмбриогенеза (E9.5). Было установлено, что исключение Bmp2 нулевых ES клеток из дорсальной части NT не всегда защищает от дефектов. Для дальнейшего сравнения были использованы Bmp2 мутантные линии на смешенных генетических фонах. Наблюдаемые фенотипы были сходны с химерами, включая дефекты незакрытия нервной трубки, дефекты postneurulation и аномальную нейральную эктодерму у гетерозиготных и гомозиготных нулевых эмбрионов, демонстрируя паттерн зависимой от дозы передачи сигналов. Полученные данные указывают на BMP2 как уникального игрока в развитии NT в отношении формирования дорсального паттерна и качественных характеристик и нормальной цефалической части нервной трубки.
Представлены доказательства, что транскрипционные факторы Msx1 и Msx3, которые, как полагают, являются нижестоящими мишенями Bmp (bone morphogenetic protein) сигнального пути, регулируют отдельные фазы развития дорсальной части нервной трубки.
Предварительно было показано, что эксплантанты нервной пластинки куриного эмбриона на HH (Hamburger–Hamilton) стадии 10–12 образуют клетки нервного гребня в ответ на Bmp воздействие, тогда как эксплантанты, полученные от эмбрионов на стадии HH15, образуют дорсальные интернейроны. Авторы использовали подход gain-of-function для целого куриного эмбриона, чтобы сравнить эффекты сверхэкспрессии генов Msx1 и Msx3 с эффектами Bmp сигнализирования во время и после закрытия нервной трубки (HH10-12 и HH14-16 соответственно). Они использовали электропорацию in ovo для трансфицирования одной стороны нервной трубки вектором, экспрессирующем мышиные гены Msx1 и Msx3, или постоянно активным Bmp рецептором.
Было найдено, что на стадии HH10-12 и Bmp сигнализирование, и сверэкспрессия Msx1 индуцировали эктопическую (смещенную) экспрессию маркеров крыши нервной пластинки (roof plate markers) и усиливали образование нервного гребня. Также в обоих случаях была подавлена дифференцировка нейронов на всем протяжении нервной трубки, о чем свидетельствовало отсутствие появления нормального паттерна экспрессии маркерных генов для доменов предшественников нейронов вдоль дорсо-вентральной оси. На стадии HH14-16 эффекты Bmp сигнализирования мимикрировались сверхэкспрессией Msx3 при обеих манипуляциях, вызывающих экспансию дорсального домена (предшественника интернейронов) за счет более вентральных клеточных типов.
Интересно то, что эффекты Msx1 и Msx3 gain-of-function у куриного эмбриона соответствуют нормальному паттерну экспрессии этих генов у мышей. Хотя оба гена изначально экспрессируются по всей дорсальной нервной трубке, экспрессия Msx1 позже ограничивается крышей пластинки, а экспрессия Msx3 сохраняется в дорсальной трети нервной трубки, но отсутствует в крыше пластинки. Следовательно, все эти данные свидетельствуют в пользу того, что Msx факторы опосредуют специфические стороны Bmp сигнализирования в дорсальной нервной трубке. Данные авторов четко указывают на стадии, при которых нейроэпителий компетентен реагировать на Msx1 и Msx3 во время развития. Интересно было бы проверить это утверждение у мышей, используя подход loss-of-function.
См. также:
1. Caspary, T. & Anderson, K. V. Patterning cell types in the dorsal spinal cord: what the mouse mutants say. Nature Rev. Neurosci. 4, 290–298 (2003)
2. Gammill, L. S. & Bronner-Fraser, M. Neural crest specification: migrating into genomics. Nature Rev. Neurosci. 4, 795–805 (2003)
