Посещений:
Эндокардиальные Подушки

Генетические Маркёры

Molecular Markers of Cardiac Endocardial Cushion Development
A.D.Gitler, M.M.Lu, Y.Q.Jiang, J.A.Epstein, P.J.Gruber
Dev.Dyn. V.228, No 4, P. 643-650

Были отобраны разнообразные наборы молекулярных маркёров, соответсвующие всем стадиям развития клапанов сердца. Приведен детальный сравнительный анализ экспрессии генов 13 маркеров эндокардиальных подушек. Выявлена экспрессия в эндокардиальных подушках гена транскрипционного фактора Fog1 и продемонстрирована активная передача сигналов Wnt/β-catenin, т.е. открыты пути, об участии которых в формировании клапанов сердца ранее не было известно.


  | Development of the conotruncal ridges (cushions) and closure of the interventricular foramen. Proliferations of the right and left conus cushions, combined with proliferation of the inferior endocardial cushion, close the interventricular foramen and form the membranous portion of the interventricular septum. A. 6 weeks (12 mm). B. Beginning of the seventh week (14.5 mm). C. End of the seventh week (20 mm).


Endocardial Cushion Defects

Образование эндокардиальных подушек начинается у мышей на 9 день эмбриогенеза (Е9). На этой стадии сердце представляет собой простую трубку из эндотелиальных клеток, отделенных от миокардиальных клеток с помощью тонкого слоя внеклеточного матрикса, называемого кардиальным гелем. В двух отдельных областях, atrioventricular (AV) канала и вентрикулярного outflow tract (OT) внеклеточный матрикс утолщается, образуя впервые различимые эндокардиальные подушки. На следующий день эндокардиальные клетки, выстилающие AV и ОТ подушки, отвечают на внешние молекулярные сигналы и трансформируются в мезенхиму, т.к. они проникают в подлежащий кардиальный гель. Процесс эндокардиальной-мезенхимной трансформации изучен неплохо. Молекулярные каскады, с участием передачи сигналов TGFβ, EGF, PDGF, nuclear factor of activated T-cells и RAS, участвуют в этом сложном процессе. Мезенхимные клетки, занимающие эндокардиальные подушки, также происходят из мигрирующих клеток нейрального гребня, которые достигают ОТ подушек на Е10.5. Однако вклад клеток нейрального гребня незначителен и он отсутствует в AV подушках. Мезенхимные клетки, происходящие из нейрального гребня и эндотелия, пролиферируют вызывая существенный рост эндокардиальных подушек между Е11.5 и Е13.5. Соседние миокардиальные клетки затем проникают в края клеточных эндокардиальных подушек в процессе "myocardialization". Затем возникает в них существенный апоптоз и подушки ремоделируются в зрелые, тонкие листки клапанов ; первичные эндокардиальные подушки развиваются асимметрично, взаимодействуя др. с др., а также с соседней тканью, включая гребень межжелудочковой перегородки и spine межпредсердной перегородки. Эти взаимодействия коррелируют и м. предопределять расположение левых и правых AV клапанов, атриальное и вентрикулярное разделение (septation) и собственно взаимоотношения магистральных артерий в камеры желудочков.
Ряд мутаций одиночных генов у мышей был идентифицирован в связи с аномалиями одного или нескольких выше приведенных процессов. Во многих случаях Эти аномалии воспроизводят врожденные пороки сердца у людей. Предпринята попытка собрать имеющие к делу данные по экспрессии соотв. генов и выявлены дополнительные молекулярные каскады, регулирующие образование сердечных клапанов.
Friend-of-Gata-1 (Fog1) является транскрипционным ко-репрессором транскрипционного фактора Gata, который участвует в развитии эндокардиальных подушек и сердца (Reiter et al., 1999; Garg et al., 2003). Fog1 нокаутные мыши страдают от ранних гематопоэтических дефектов, тогда как его роль в развитии клапанов осталась неизвестной (Tsang et al., 1997). Fog1 экспрессируется во время средины беременности и эндокардиальными клетками соседними с подушками и мезенхимой подушек. Эндокардиальная экспрессия выявляется на Е11.5, тогда как мезенхимная экспрессия не выявляется чётко вплоть до Е13.5, а затем постепенно снижается. Экспрессия Fog1 эндокардиальными подушками сильнее, чем Fog2, несмотря на то, что нокаутные Fog2 мыши имеют дефекты AV канала. Специфическая роль Fog1 во время ремоделирования подушек м.б. установлена в ткане-специфическом генном таргетинге или в исследованиях по восстановлению трансгенов.
FoxC2 является forkhead транскрипционным фактором, участвующим в ремоделировании аортальной дуги. Экспрессия FoxC2 обнаруживается во всех мезенхиме подушек и в эндотелии на ст. Е11.5, но затем асимметрично ограничивается эндотелиальной выстилкой только одной стороны созревающих створок клапанов. И в ОТ и AV областях Fog2 присутствует на нижней по течению (downstream) стороне створок клапанов, стороне, которая подвергается низкому сдирающему (shear) стрессу. Fog1 очень близкий ген транскрипционного фактора, который обнаруживает частичное функциональное перекрывание с Fog1, не обнаруживает асимиметричноео паттерна экспрессии в эндотелии.
Sox4 один из немногих примеров генов, обнаруживающего дифференциальный паттерн экспрессии в AV и ОТ подушках. На Е13.5 Sox4 экспрессия довольно сильная в мезенхиме ОТ подушек, но слабая в области AV. На Е16.5 уровень экспрессии снижается, но более сильная экспрессия в ОТ створках по сравнению с AV областью остаётся. Sox4-дефицитные мыши обнаруживают дефекты тракта оттока, согласующиеся с паттерном экспрессии гена.
Серия недавних исследований выявила участие передачи сигналов Wnt в кардиальном развитии. Однако неизвестно, играют ли роль сигналы Wnt в развитии эндокардиальных подушек. Нами выявлена передача сигналов Wnt на ст. Е11.5 в части и ОТ и AV подушек. Ограниченный паттерн экспрессии в тканях подушек указывает на то. что только субнабор мезенхимных клеток внутри эндокардиальных подушек активно реагирует на сигналы Wnt. На ст. Е12.5 паттерн несколько расширяется, хотя часть мезенхимы остаётся безучастной Это указывает на то, что Wnt сигналы, исходящие от соседних тканей, активно передаются в мезенхиму подушек во время критического периода формирования кардиальных клапанов.
Итак, подтверждается представление об участии в формировании клапанов множественных сигнальных каскадах факторов роста, включая FGFβ, PDGF и EGF пути. Молекулярные маркёры показывают, что ни эндокард, ни мезенхима подушек не являются гомогенными и внутри каждого домена наблюдается динамическая экспрессия.
Сайт создан в системе uCoz