Посещений:
Костная Манжетка

Роль Ptprv

Knock-In of Nuclear Localised β-Galactosidase Reveals That the Tyrosine Phosphatase Ptprv is Specifically Expressed in Cell of the Bone Collar
R.Dacquin, P.J.Mee, J.Kawaguchi, E.A. Olmsted-Davis, J.A.Gallagher, J.Nichols, K.Lee, G. Karsenty, A.Smith
Dev. Dyn. V. 229. No 4. P. 826-834. 2004

Ptprv экспрессируется в остеобластах и гонадах. Получили knock-in мышей, экспрессирующих репортерный ген β-галактозидазы под контролем регуляторных элементов Ptprv. Подтверждено, что экспрессия Ptprv действительно обнаруживается в гонадном гребне плодов у обоих полов и во взрослых гонадах, в клетках Сертолли в семенниках и в целомных эпителиальных клетках яичников. Во время раннго развития конечностей экспрессия наиболее выражена в апикальном эктодермальном гребне зачатков конечностей. На поздних стадиях развития Ptprv преимущественно экспрессируется в области надхрящницы и надкостницы длинных костей, известных как костная манжетка. Наблюдается незначительная экспрессия Ptprv в зрелых остеобластах in vivo. Подтверждена специфическая экспрессия Ptprv в незрелых клетках костной манжетки.
View of bone. Red dotted line - Epiphysis, Yellow dotted line - Diaphysis, White arrow - Hyaline Cartilage Frame, Black arrow - Bone from Ossification, Blue Brackets - Bone collar

View of bone collar and hypertrophic cartilage cells. col = bone collar, Hyp = hypertrophic cells, ob = osteoblasts

Ген Ptprv мыши кодирует класса III protein tyrosine phosphatase (PTPR), известную у крыс как Ost-PTP или у мышей как embryonic stem cell phosphatase (Esp) PTPRs представляют большое семейство генов, члены которого участвуют передаче сигналов между клетками посредством дефосфорилирования и регуляции киназ семейства Src и JAK. Роль Ptprv в дифференцировке остеобластов известна. Однако, мало известно о паттерне экспрессии in vivo.
Развитие кости многоступенчато, оно связано с дифференцировкой нескольких типов клеток. Первоначально клетки мезенхимного происхождения формируют конденсаты, которые создают предварительные образы будущих скелетных элементов. Эти мезенхимные клетки м. затем подвергаться двум отдельным процессам дифференцировки. В будущем своде черепа и будущих ключицах происходит процесс т.наз. внутримембранозной оссификации, при котором мезенхимные клетки дифференцируются без промежуточной ступени остеобластов. В остальном скелете происходит процесс т. наз. эндохондральной оссификации. Клетки мезенхимных кондесатов дифференцируются в хондроциты, формирующие бессосудистые хрящевые модели будущих костей, называемые зачатками. Одновременно формируется структура, называемая костная манжетка, окружающая этот хрящевой стержень. Эта структура, по-видимому, критическая для дифференцировки остеобластов в кость. Т.о., остеобласты неспособны развиваться у мышей, дефицитных по indian hedgehog (Ihh), чей рецептор Patched-1 (Ptc-1) экспрессируется в клетках костной манжетки. Будучи дифференцированными, хондроциты внутри зачатка подвергаются гипертрофии. Эти терминально дифференцированные гипертрофические хондроциты подвергаются апоптозу, а окружающий внеклеточный матрикс (ВКМ) минерализуется и становится доступным для сосудистой инвазии. Кровеносные сосуды, проникая через костную манжетку, привносят хондрокласты, которые разрушают минерализованный хрящевой ВКМ, и остеобласты, которые должны замещать его с помощью костного ВКМ, богатого α1(I)-коллагеном.
Т.к. инициальная ступень характеризуется функционированием Ptprv, поэтому мы изучали его экспрессию с помощью внесения nLacZ репортерного гена в локус под транскрипционный контроль резидентного промотора и регуляторных последовательностей. Мы оценивали nLacZ репортер для локализации транскриптов и белка Ptprv. Это показало, что во время скелетогенеза Ptprv является специфическим маркёром клеток костной манжетки и подавляется в зрелых остеобластах.
Было показано, что экспрессия Ptprv сильно ограничена клетками гонад и костей в ходе всего развития и у постнатальных мышей. Экспрессия Ptprv впервые обнаруживается в гонадном гребне и персистирует у обоих полов в ходе всего развития. В семенниках эта экспрессия локализуется в клетках Сертоли семявыносящих каналов. Это наблюдение в согласии с недавно пересмотренными данными по экспрессии Ptprv в семенниках крыс и мышей в клетках Сертоли при гибридизации in situ. По нашим данным Ptprv очень ранний маркёр развивающихся клеток Сертоли, т.к. он экспрессируется в гонадном гребне с начала формирования гонад. Ptprv экспрессируется также рано в развитии яичников и ограничен целомическим эпителием у взрослых. Это наблюдение согласуется с предположением, что целомный эпителий и клетки Сертоли обладает онтогенетическим происхождением.
Во время развития зачатков конечности Ptprv первоначально экспрессируется в AER. AER не вносит непосредственного вклада в формирование скелетных структур, но играет критическую роль в формировании развивающихся конечностей. Затем, экспрессия Ptprv вне гонад почти исключительно в скелетных элементах и в частности в области надхрящницы/надкостницы, известной как костная манжетка. Подтверждено, что Ptprv экспрессируется на высоком уровне в костной манжетке и в основном ограничен на поздних стадиях развития остеобластов. Эта находка контрастирует с результатами, полученными с помощью Nothern blot анализа, показавшего увеличение экспрессии Ptprv по мере созревания остеобластов. Эти данные иллюстрируют различия между экспрессией генов in vivo и in vitro и требуют анализа эндогенного паттерна экспрессии интересующего гена.
Наблюдение, что Ptprv экспрессируется в стромальном компартменте костного мозга, является интригующим, т.к. мезенхимные клетки-предшественники располагаются в костном мозге и обладает потенциалом развития в остеобласты. Взаимоотношения между этими остеобластами костного мозга и клетками остео-предшественников из костной манжетки остаются неясными, этому препятсвует отсутствие специфических маркёров, связанных с каждым из этих типов клеток. Интересно бы определить, является ли Ptprv маркёром мультипотентных мезенхимных клеток костного мозга или ограничен предшественниками остеобластов.
Получены мыши, которым ввели ген nLacZ в локус трансмембраной тирозин фосфатазы Ptprv и сравнивали с X-gal окрашиванием и нативной экспрессией Ptprv. Результаты этого анализа показали, что Ptprv является маркёром презумптинвных клеток-предшественников, присутвующих в костной менжетке скорее, чем в зрелых остеобластах во время скелетогенеза. Хотя костная манжетка играет критическую роль во время скелетогенеза, мы всё ещё мало знаем о профиле генной экспрессии клеток костной манжетки. В самом деле, большинство регуляторных генов, затрагивающих дифференцировку остеобластов, являются или специфическими для зрелых остеобластов или постоянно экспрессируются на всех стадиях дифференцировки остеобластов. Напр., Runx2, транскрипционный фактор, необходимый и достаточный для дифференцировки остеобластов, экспрессируется на всех стадиях дифференцировки остеобластов. Изучается функциональная роль Ptprv. Первые наблюдения указывают, что Ptprv делеции вносят вклад в скелетные аномалии.
Сайт создан в системе uCoz