Посещений:
Нейральный Гребень

Индукция, Миграция, Дифференцировка

A Slug, a Fox, a Pair of Sox: Transcriptional Responses to Neural Crest Inducing Signals
E. Heeg-Truesdell, C.La Bonne
Birth Defects Res. C. V.72, No 2, P. 124-139, 2004

Табл.1 Disease and Syndromes Associated with Genes Expressed in the Neural Crest



Mouse Neural Crest. Day Gestation: 8 Approx. Human Age: 22 Days View: Transverse Cut

Клетки нейрального гребня (НГ) являются пролиферативными, миграторными, ткань-инвазирующими стволовыми клетками, которые возникают в эктодерма эмбрионов позвоночных (La Bonne, Bronner-Fraser, 1998a). Предшественники эти х клеток возникают на латеральных краях нейральной пластинки в середине гаструляции. Примерно во время закрытия нервной трубки клетки НГ подвегаются epithelial to mesenchymal transition (EMT) и мигрируют широко по всему эмбриону. НГ вносит вклад в большой и разнообразный набор производных, включая большинство нейронов и глии ПНС, меланоциты и элементы черепно-лицевого скелета: типы клеток. которые фундаментальны для закладки плана тела позвоночных (Hall, 1999; Le Douran, Kalcheim, 1999). Вместе клетки НГ и их производные представляют synapomorpy позвоночных: общие, производные свойства, которые объединяют позвоночных как группу и отличают их от беспозвоночных организмов.
Изучение этих клеток и их развития является центральным для понимания широкого круга врожденных болезней человека, обусловленных значительными вкладами клеток НГ в эмбриональные структуры. Подсчитано, что половина всех известных врожденных пороков, связанных с лицом и шеей, структурами, которые происходят в основном из НГ (Hall, 1999). Кроме того, ряд раковых опухолей происходит из производных НГ. Сюда входят нейробластомы, которые наиболее распространены среди solid опухолей у детей, а также меланомы и глиомы. Интересно, что ряд идентифицированных молекулярных медиаторов развития НГ, по-видимому, неправильно регулируется при раке у человека (Rosivatz et al., 2002; Nakagawara, Ohira, 2004; Rothhammer et al., 2004). Выяснение молекулярных механизмов м. пролить свет на их роль в канцерогенезе.
Наметился прогресс в идентификации того как клетки НГ первоначально закладываются как популяция стволовых клеток в ранней эмбриональной эктодерме.

NEURAL CREST INDUCTION


Extracellular Signals


Эксперименты на ряде модельных систем позволили понять процесс индукции НГ. Клетки, предшественники НГ, впервые возникают на краю нейральной пластинки, а эксприменты на эмбрионах кур, рыб и Xenopus показали, что взаимодействия между нейральной пластинкой (зачатком ЦНС) и презумптивной эпидермальной эктодермой достаточны для генерации этих клеток (Moury, Jacobson, 1990; Dickinson et al., 1995; Liem et al., 1995; Selleck, Bronner-Frazer, 1995; Mancilla, Mayor, 1996). Имеются также важные доказательства, что сигналы от подлежащей параксиальной мезодермы играют роль в индукции НГ (Raven, Kloos, 1945; Selleck, Bronner-Fraser, 1995; Mancilla. Mayor, 1996; Bang et al., 1997; Bonstein et al., 1998; La Bonne et al., 1999; Lewis et al., 2004). В точности сигналы, которые обусловливают способность эктодермы и мезодермы индуцировать НГ, ещё полностью не выявлены.Доказательства указывают, что члены семейств BMP, FGF, Notch и Wnt играют важную роль в этом процессе.

BMPs



Figure 2. A: Schematic summarizing the combinatorial signals implicated in neural crest induction. A gradient of BMP signaling is believed to pattern the early ectoderm, with high levels of BMP signaling specifying epidermal fates. The neural plate forms in regions of low or absent BMP signaling, while intermediate levels of BMP signaling are permissive for neural crest induction. A Wnt signal (red arrows) originating from either the prospective epidermis or the paraxial mesoderm is required for neural crest formation. FGF signals (black arrows) and Notch signals (yellow arrows) have also been implicated in this process. B: During neurulation, the neural plate will form the neural tube, with neural crest precursors localized dorsally. Following neural tube closure, neural crest cells undergo an epitheliat-to-mesenchymal transition (EMT) and migrate extensively to target sites where they will give rise to a diversity of cell types. BMP, Wnt, and Notch signals are also implicated in these later stages of neural crest development.

У эмбрионов Xenopus и рыбок данио НГ, как полагают, возникает в ответ на градированное распределение BMP сигналов в ранней эктодерме, в комбинации с одним, по крайней мере, дополнительным индуктивным сигналом (Рис.1) (LaBonne, Bronner-Fraser, 1999; Knecht, Bronner-Fraser, 2002). Во время ранней гаструляции высокие уровни экспрессии и активности BMP наблюдаются в эктодерме и эти активности являются инструктивными для эпидермальных судеб (Wilson, Hemmati-Brivanlou, 1995). Передача сигналов BMP ингибируется в области эктодермы, которая будет формировать нейральную пластинку (Wilson, Hemmati-Brivanlou, 1997) и клетки предшественники НГ на границе нейральной пластинки, в областях, предположительно, промежуточных уровней передаваемых сигналов BMP (Wilson et al., 1997; La Bonne, Bonner-Fraser, 1998b; Marchant et al., 1998; Nguyen et al., 1998). Этот градиент передаваемых сигналов BMP, как полагают, устанавливается организатором или экраном (shield), областью дорсальной мезодермы, которая секретирует BMP антагонистов, таких как chordin, noggin или follistatin, чтобы нейрализовать эктодерму ((Wilson, Hemmati-Brivanlou, 1997). Доказательства, полученные на рыбках данио и Xenopus, указывают на то, что промежуточные уровни сигналов BMP на границе нейральной пластинки необходимы для образования предшественников НГ (Wilson, Hemmati-Brivanlou, 1995, LaBonne, Bronner-Fraser, 1998b; Marchant et al., 1998; Nguyen et al., 1998). Является ли градированная передача сигналов BMP также компонентом индукции НГ у позвоночных-амниот, таких как мыши и птицы, этот вопрос вызывает противоречивые суждения. Однако, как и у anamniotes, передача сигналов BMP у эмбрионов кур происходит в эктодерме до индукции нейральной пластинки и оказывается подавленной в области нейральной пластинки на ст. НН4 (Faure et al., 2002). Т.о., как минимум, элиминация передачи сигналов BMP в нейральной пластинке, по-видимому, является общим компонентом формирования паттерна ранней эктодермы у позвоночных. Одного только промежуточного уровня передаваемых сигналов BMP недостаточно для индукции судьбы НГ даже у лягушек и рыб, необходим ещё. по крайней мере, один дополнительный сигнал (Wilson et al., 1997; LaBonne, Bronner-Fraser, 1998b; LaBonne, Bronner-Fraser, 1999).

FGFs


Эксперименты на Xenopus продемонстрировали, что в комбинации с BMP антагонистами, такими как noggin, chordin, оба основных FGF (FGF2 и eFGF) м. индуцировать экспрессию маркёров НГ в эктодермальных эксплантах ("анимальной шапочке")(Mayor et al., 1995; LaBonne, Bronner-Fraser, 1998b). Недавно FGF8, который экспрессируется в параксиальной мезодерме, как было установлено, индуцирует временную экспрессию субнабора маркёров НГ в отсутствие BMP антагонистов (Monsoro-Burq et al., 2003). Эта экспрессия теряется на ст. средней нейрулы, однако, так что FGF8 очевидно недостаточно для формирования нейрального гребня. Имеются доказательства, что FGF сигнал необходим для некоторых аспектов образования НГ, т.к. избыточная экспрессия доминантно негативного FGF рецептора ведет к потере образования НГ у эмбрионов Xenopus (Mayor et al., 1997). Дополнительно, блокирование FGF сигналов в эксплантах предупреждало индукцию НГ в ответ на сигналы от параксиальной мезодермы (Monsoro-Burq et al., 2003). Более того, экспрессия ряда транскрипционных факторов ETS семейства во время процесса развития НГ (Remy, Baltzinger, 2000) подчеркивает, скорее всего, важность FGF сигналов в этом процессе, т.к. ETS факторы являются общими нижестоящими мишенями МАР киназы сигнального каскада (Shaw, Saxton, 2003).

Notch


Передача сигналов Notch также участвует в формировании НГ, помогая в позиционировании границы нейральной пластинки (Cornell, Eisen, 2000, 2002; Endo et al., 2002; Glavic et al., 2004). Компоненты этого пути экспрессируются по времени и место, совпадающим с ролью в этом процессе. У Xenopus Notch лиганды Delta1 и Serrate экспрессируются в клетках медиальнее и латеральнее формируемых областей НГ, тогда как сам Notch экспрессируется по всей нейральной пластинке и на границе нейральной пластинки. Более того, Hairy2, ген-мишень для Notch, экспрессируется на краю нейральной пластинки, включая области, образующие НГ, указывая тем самым, что эти клетки м. б. чувствительны к сигналам Notch (Рис. 2С) (Glavic et al., 2004).
В согласии с ролью сигналов Notch в позитивно регулируемом формировании НГ является и усиление сигналов Notch или избыточная экспрессия Hairy 2a, ведущие к широкой экспрессии меркёров НГ у Xenopus (Glavic et al., 2004). У эмбрионов птиц Notch также экспрессируется в нейральной пластинке и нейральных складках, а Delta1 экспрессируется в соседней не-нейрональной эктодерме. Ингибирование передачи сигналов Notch, используя Delta мутантов (Delta1stu) или Notch антагониста, Numb, ведет к подавлению экспрессии маркёров НГ в нейральных складках (Endo et al., 2002). В отличие от Xenopus, однако, строгая активация передачи сигналов Notch также вызывает потерю способности формирования НГ у эмбрионов птиц. Исходя из этих результатов авт. предположили, что Notch м. функционировать и ингибируя экспрессию маркёров НГ, и способствуя экспрессии позитивного регулятора формирования НГ, такого как BMP4, вообще-то при разных порогах пердаваемых сигналов (Endo et al., 2002). Важно подчеркнуть, что имеются различия, описанные для двух модельных систем в отношении того, как сигналы Notch влияют на экспрессию BMP4. Они м.б. обусловлены различиями во времени экспериментальных манипуляций, различиями во времени сегрегации краниального НГ от нейральной пластинки/нейральной трубки у двух организмов.
Помимо выяснения роли передачи сигналов Notch в формировании краниального НГ, два исследования на рыбках данио предоставили строгие доказательства, что сигналы Notch играют существенную роль и в генерации НГ области спинного мозга (Cornell, Eisen, 2000,2002). Подавление функции Delta у эмбрионов рыб приводило к увеличению образования Rohon-Beard сенсорных нейронов в туловище и связанное с ним снижение образования клеток НГ. Эти находки подтверждают модель, согласно которой сигналы Notch в областях спинного мозга функционируют, чтобы сегрегировать эти два типа клеток, из общего предшественника. Интересно, что в противоположность эмбрионам Xenopus и птиц, потеря передачи сигналов Delta у рыбок данио не оказывает эффекта на образование клеток краниального НГ. Далее было установлено, что ингибирование neurogenin1 у эмбрионов, дефицитных по передаче сигналов Notch/Delta, достаточно для восстановления формирования клеток НГ (Cornell, Eisen, 2000,2002). Эта интересная находка указывает на то, что передача сигналов Notch действует прежде всего, ингибируя нейрогенез безо всякой специфичности, способствующей приобретению судьбы клетками НГ.

Wnts


Представленные выше данные подтверждают роль передачи сигналов и FGF и Notch в развитии НГ, хотя и неизвестно, как они интерпретируются в чувствительных клетках. Более того, FGF и Notch только часть истории, так как растут доказательства, указывающие на канонический путь сигнализации Wnt как на главного игрока в индукции НГ. Wnts являются секретируемыми гликопротеирнами, которые соединяются с 7 раз пронизывающими трансмембранными рецепторами, наз. Frizzleds, в кооперации с ко-рецепторами LDL семейства (He, 2003; Yangfeng et al., 2003). Неправильная регуляция этих сигнальных путей участвует в ряде раковых опухолей эпителиального происхождения (Cebrat et al., 2004; Musgrove, 2004; Vincan, 2004). Каноническfая передача сигналов Wnt нацелена на стабильность транскрипционного ко-активатора β-катенина (Pandur et al., 2002). В отсутствие сигнала Wnt β-катенин фосфорилируется с помощью киназы, GSK-3, и направляется целенаправленно на ubiquitin-обусловленную деградацию протеосомами. В присутствии же канонического сигнала Wnt GSK-3 обусловленное фосфорилирование β-катенина ингибируется и последний стабилизируется и способен поступать в ядро, где он взаимодействует ДНК-связываюшими белками семейства Lef/Tcf, чтобы активировать транскрипцию генов мишеней Wnt. В отсутствие β-катенина Lef и Tcf факторы остаются связанными с ДНК и служат в качестве репрессоров транскрипции (Huristone, Clevers, 2002).
Ряд канонических Wnts, включая Wnt1, Wnt3аб Wnt7b, Wnts8, обнаружены в кооперации с noggin или chordin, чтобы индуцировать экспрессию маркёров НГ в эктодермальных эксплантах Xenopus (Saint-Jeannet et al., 1997; Chang, Hemmati-Brivaniou, 1998; LaBonne, Bronner-Fraser, 1998b; Deardorff et al,m 2001). Имеются также сообщения о не канонических Wnt, индуцирующих НГ (Honore et al., 2003; Tribulo et al., 2003), хотя и неясно как это действует механистически, т.к. неканонические Wnts обычно, как полагают, противодействуют сигналам Wnt/β-catenin (Torres et al., 1996). Эксперименты по нехватке или избытку функции у эмбрионов и Xenopus и кур (Yanfeng et al., 2003), а также эксперименнты по потере функции у рыбок данио (Lewis et al., 2004), продемонстрировали участие канонических Wnts в инициальных ступенях формирования НГ.
У Xenopus избыточная экспрессия β-катенина даёт широкий домен экспрессии маркёров НГ на краю нейральной пластинки, тогда как избыточная экспрессия GSK-3 или доминантно негативного Wnt 8 лиганда ведет к потере образования НГ (Saint-Jeannet et al., 1997; LaBonne, Bronner-Fraser, 1998b; Deardorff et al., 2001). Тогда как специфические Wnt, которые обусловливают индукцию НГ у Xenopus, ещё не определены, так morpholino деплеция Frizzled 3 ведёт к потере образования предшественника НГ, указывая тем самым на него, как одного из рецепторов, который передаёт Wnt сигнал (Deardorff et al., 2001). Продемонстрирована также необходимость Wnt сигналов для индукции НГ у эмбрионов птиц; здесь Wnt6 был предположен в качестве кандидата лиганда, т.к. он экспрессируется в не-нейрональной эктодерме рядом с краем нейральной пластинки (Garcia-Castro et al., 2002). Однако, отсутствуют экспериментальные доказательства, демонстрирующие, что Wnt6 необходим для образования НГ. Растворимый белок Wnt м. индуцировать образование НГ в промежуточной ткани нейральной пластинки, эксплантированной от эмбрионов кур, точно так же, как это было продемонстрировано с анимальной шапочкой Xenopus. Важно, что β-катенин локалитзуется в ядре презумптивных клеток предшественниц НГ на краю нейральной пластинки у эмбрионов птиц, указывая тем самым, что эти клетки отвечают на канонический Wnt сигнал (Garcia-Castro et al., 2002).
Работы с рыбками данио также подтверждают раннюю роль передачи сигналов Wnt/β-catenin в формировании НГ. Lewis et al., (2004), используя трансгенных эмбрионов рыбок данио, экспрессирующих даминантно-негативный Tcf3 (ΔTcf3) под контролем хитшокового промотора, показали, что сигналы М необходимы рано для индукции НГ и затем снова позднее для диверсификации НГ. Сигналы Wnt необходимы клеточно автономно, т.к. ΔTcf3-экспрессирующие клетки не способны экспрессировать маркёры НГ, если трансплантированы в эмбрионы дикого типа. В сравнении с тем, когда клетки НГ дикого типа трансплантировали в эмбрионы, у которых была ингибирована функция Tcf3, они продолжали экспрессировать маркёры НГ. Используя morpholino-обусловленную деплецию Lewia et al., (2004) установили, что Wnt8.1, который экспрессируется в параксиальной мезодерме, необходим для инициальной экспрессии маркёров НГ. Однако, позднее формирование НГ у этих эмбрионов восстанавливается, указывая тем самым, что др. Wnts лиганды м. безусловно компенсировать потерю Wnt8.1.
Когда ΔTcf3 трансгенез был использован для блокирования передачи сигналов Wnt в позднем развитии, то это приводило к дефектам образования меланоцитов, а также к подавлению экспрессии dix2 в клетках краниального НГ, которые обычно дают хрящи. Установлено, что усиление активности передачи сигналов Wnt во время диверсификации НГ у рыбок данио ведет к формированию меланоцитов в ущерб др. клонам (Dorsky et al., 1998), сходные находки описаны у мышей (Dunn et al., 2000). Более того, сигналы Wnts непосредственно регулируют промотор MITF гомолога рыбок данио (nacre), который является транскрипционным фактором, необходимым и достаточным для формирования меланоцитов (Dorsky et al., 2000). Все эти исследования указывают на то, что сигналы Wnts м.б. инструктивными для предопределения судьбы меланоцитов. Однако, специфическое удаление β-катенина из верхней (roof) пластинки эмбрионов мыши до эмиграции НГ ведет не только к отсутствию образования меланоцитов, но и к дефектам в образовании сенсорных нейронов (Hari et al., 2002). Далее было установлено, что устойчивая активность β-катенина в стволовых клетках НГ в дорсальной части нервной трубки способствует формированию происходящих из НГ сенсорных нейронов (Lee et al., 2004). Т.о., канонические сигналы Wnt играют существенную роль в сегрегации, по крайней мере, двух клонов НГ. Возможно, что скорее всего, временные различия окажутся лежащими в основе активностей β-катенина, способствующих образованию меланоцитов и сенсорных нейронов.
Теперь важно выяснить механизмы, с помощью которых Wnts вызывают разные ответы в одной и той же группе клеток на разных стадиях их развития. BMPs, точно также как и Wnts, участвуют во множественных ступенях развития НГ. Помимо роли в обеспечении градиентного распределения сигналов BMP в ранней эктодерме, BMPs играют центральную роль в формировании паттерна дорсальной части нервной трубки (Lee, Jessel, 1999) и скорее всего необходимы для поддержания судьбы предшественников НГ после их инициальной индукции (Liem et al., 1995,1997; Selleck et al., 1998), а также, по-видимому, запускает вычленение клеток НГ из нейрального эпителия (Sela-Donenfeld, Kalcheim, 1999). Позднее, во время диверсификации НГ, BMPs инструктируют стволовые клетки НГ к формированию автономных нейронов (Shah et al., 1996). Эта парадигма повторного использования передачи сигналов является характерной для биологии развития, т.к. доступно относительно небольшое количество семейств ростовых факторов, поэтому они д. использоваться повторно, чтобы обеспечить огромное количество сигнальных событий, лежащих в основе спецификации разных зародышевых слоёв, тканей и типов клеток. Вероятно, что специфичность в ответ на такие повторяющиеся снова сигналы обеспечивается с помощью точного набора цитозольных сигнальных молекул и ядерных регуляторных белков, присутствующих в компетентных клетках в данный момент развития. Т.о., если мы поймём, как обеспечивается такая "компетентность" клеток НГ отвечать на изменения Wnts и BMPs в ходе их развития, то мы сможем понять точные роли каждого из транскрипционных регуляторных белков, экспрессируемых в этих клетках до и в ответ на восприятие ими индуктивных сигналов.

Transcriptional Mediators of Neural Crest Formation


Принимая во внимание, что, по крайней мере, 4 разных сигнальных пути играют существенную роль в формировании паттерна в ранней эмбриональной эктодерме, то не будет сюрпризом то, что считывание этих сигналов является сложным. Рис. 2 иллюстрирует некоторые варьирующие паттерны экспрессии, вызываемые этими сигналами у эмбрионов на ст. нейральной пластинки. Интересно, что м.б. отмечены некоторые самостоятельные классы паттернов экспрессии. Факторы, такие как Рах3 и Msx-1 экспрессируются в двух широких доменах вдоль передне-задней оси, которые включают предшественников плакод, НГ и дорсальной части нервной трубки (Goulding et al., 1991; Su et al., 1991). Др. гены, включая Opl, Hairy2, c-myc, Snail экспрессируются более узко на границе нейральной пластинки, с наиболее сильной экспрессией в краниальных областях (Essex et al., 1993; Kuo et al., 1998; Bellmeyer et al., 2003; Glavic et al., 2004). Эта группа факторов также экспрессируется поперечных нейральных складках, которые не обязательно дают НГ, а вместо этого дают зачаток сетчатки, обонятельные плакоды и часть переднего мозга. Наконец. экспрессия факторов, таких как Slug, Sox10, FoxD3 ограничена дефинитивными областями, формирующими НГ (Mayor et al., 1995; Pohl, Knochel, 2001; Sasai et al., 2001; Aoki et al., 2003; Honore et al., 2003).

Msx-1


Начиная со ст. средней гаструлы Msx-1 и Рах-3 имеют очень сходный паттерн экспрессии, представленный двумя широкими боковыми доменами в задних областях границы нейральной пластинки (Рис. 2В). Это сходство интригует, учитывая, что экспрессия этих двух неродственных факторов регулируется разными способами. Msx-1 является транскрипционным репрессором, гомологичным белку Drosophila muscle segment homeobox (msh) (Bell et al., 1993). Вместе с очень близкими факторами Msx-2 и Msx-3 он является непосредственно ранней мишенью для сигналов BMP. В соответствии с этим Msx-1 первоначально экспрессируется в латеральной и вентральной эктодерме, которая будет давать эпидермис и экспрессируется и в др. тканях, регулируемых с помощью передач сигналов BMP в ходе развития (Davidson, 1995; Suzuki et al., 1997). В анимальной шапочке Msx-1 строго экспрессируется в ответ на BMP2, 4 или 7, даже в присутствии циклогексемида (Suzuki et al., 1997). Более того, его экспрессия ингибируется доминантно негативным BMP рецептором (Suzuki et al., 1997; Feledy et al/, 1999). Подобно обработке BMP избыточная экспрессия Msx-1 м. предупреждать нейральную индукцию в ответ на диссоциацию клеток или экспрессию BMP антагонистов (Suzuki et al., 1997).
Т.к. Msx-1 наиболее сильно экспрессируется на краю на ст. нейральной пластинки, то Tribulo et al., (2003) задались вопросом, действительно ли этот ген преимущественно экспрессируется в ответ на промежуточные уровни сигналов BMP. Было выявлено легкое увеличение экспрессии Msx-1 при уровнях передачи сигналов BMP, которые делают возможной индукцию маркёров НГ (в присутствии неканонического Wnt, Wnt5a), эта экспрессия, тем не менее, была очень слабой по сравнению с высокими уровнями экспрессии Msx-1, индуцируемыми в анимальной шапочке после усиления активности передачи сигналов BMP (Suzuki et al., 1997). Более строгая индукция экспрессии Msx-1 наблюдалась в анимальных шапочках, экспрессирующих и noggin и канонический Wnt, Wnt8 (Bang et al., 1999). В той же работе было продемонстрировано, что экспрессия Msx-1 на краю нейральной пластинки теряется вследствие экспрессии доминантно негативного лиганда Wnt8. Всё это указывает на то, что хотя ранняя экспрессия Msx-1 в презумптивном эпидермисе и м.б. прямым ответом на передачу сигналов BMP, но последующие установление и/или поддержание строгой экспрессии Msx-1 по краю нейральной пластинки зависит от канонических Wnt сигналов.
В согласии с ролью в формировании НГ по краю нейральной пластинки неправильная экспрессия Msx-1 увеличивает экспрессию маркёров НГ, таких как Slug, FoxD3 (Tribulo et al., 2003). В этих экспериментах, MSX-1 транскрипционный репрессор, был экспрессирован как гормоном индуцированное слияние с лиганд-связывающим доменом глюкокортикоидного рецептора. Однако, из-за того, что лиганд-связывающий домен глюкокортикоидного рецептора обладает своим собственным доменом активации транскрипции, то слияние его с транскрипционным репрессором сделало возможным проявление антиморфных эффектов. Подтверждением этой находки избыточности функции явилась избыточная экспрессия предполагаемой доминантно негативной конструкции, состоящей из Msx-1 гомеодомена, слитого с гормон-связывающим доменом глюкокортикоидного рецептора, приводящая к потере экспрессии маркёров НГ. Это подтверждает, что Msx-1 функционирует на краю нейральной пластинки и необходим для последующей экспрессии дефинитивных маркёров НГ.

Pax3


Экспрессия paired-гомеодоменового транскрипционного фактора Рах-3, которая очень сходна с таковой Msx-1 на ст. нейральной пластинки, также регулируется каноническими сигналами Wnt из параксиальной мезодермы (Bang et al., 1997, 1999). Усиление активности передачи сигналов канонического Wnt ведет к широкой экспрессии Рах-3 у ранних эмбрионов Xenopus, тогда как избыточная экспрессия доминантно негативного Wnt лиганда ведет к потере экспрессии Рах-3 (Bang et al., 1999) Рах-3 и очень близкий Рах-7 участвуют в разнообразных онтогенетических событиях, а мутации в Рах-3 ведут к синдрому Waardenburg, нарушению характеризующимся дефектами во многих тканях, производных НГ (Табл. 1) (Chi, Epstein, 2002). Белки Рах определяются по присутствию в 128 остатков ДНК-связывающего домена, называемого paired домен . Транскрипционные факторы, содержащие этот домен представляют семейство, по крайней мере, с 9 членами, которые м.б. подразделены на 4 подгруппы на базе законсервированных структурных и функциональных характеристик (Chi, Epstein, 2002). Субнабор этих факторов, включая Рах3 и Раз7, также содержит гомеодомен, который обеспечивает связывание ДНК. Оба эти домена м.б. вовлечены, кроме того, в межбелковые взаимодействия, что обусловливает существенную функциональную сложность и существенное разнообразие ДНК распознающих последовательностей. Все члены семейства Рах обладают С-терминальным трансактивационным доменом, и многие члены семейства имеют также законсервированный octapeptide мотив, который участвует в транскрипционной репрессии в группе Рах2/5/8. Присутствие обоих мотивов в Рах-3подтверждает, что он м. действовать как контекст-зависимый регулятор транскрипции, этому имеются также некоторые экспериментальные подтверждения (Chalepakis et al., 1994). Pax3 участвует в регуляции таких разнообразных клеточных функций, как адгезия, апоптоз, миграция и предопределение клеточной судьбы (Borycki et al., 1999; Mansouri et al., 2001; Wiggan, Hamel, 2002). Возможно, что Рах3 м. и фактически играет все эти роли, учитывая его существенный потенциал в функциональном разнообразии. Помимо потенциала взаимодействий с множественными ДНК-связывающими партнёрами, и Рах3 и Рах7 подвергаются альтернативному сплайсингу, продуцируя множественный изоформы, которые м. выполнять разные функции (Barber et al., 1999).

c-myx


Одним из самых ранних транскрипционных факторов, экспрессируемых в областях, дающих НГ, является прото-онкоген с-myc (Bellmeyer et al., 2003), basic helix-loop-helix-zipper (bHLHZ) транскрипционный фактор, который в разнообразных клеточных событиях, включая клеточный рост, пролиферацию, апоптоз и дифференцировку (Gradori et al., 2000; Eisenman 2001). Мутации с-myc обнаруживаются в большой пропорции эпителиальных опухолей и с-myc является нижестоящей мишенью для сигналов Wnt в колоректальнах опухолях, клетках эмбриональной карциномы и раке груди ( He et al.,1998; Willert et al.,2002; Hatsell et al., 20030. у Xenopus c-myc экспрессируется в клетках предшественниках НГ со стадии средней гаструлы и его экспрессия зависит от сигналов Wnt в первую очередь (Bellmeyer et al., 2003), подтверждая тем самым, что взаимоотношения между с-myc и Wnt м.б. законсервированы. Morpholino обусловленный "knockdown" c-myc даёт эмбрионы, у которых отсутствуют предшественники НГ и эти эмбрионы развиваются без периферической нервной системы и др. производных НГ (Bellmeyer et al., 2003). Важно, что эффекты от деплеции с-myc не зависят от изменений в пролиферации или гибели клеток, а вместо этого выявляет центральную роль этого прото-онкогена в спецификации судьбы клеток в ранней эктодерме.
Хотя с-myc был идентифицирован среди первых онкогенов и интенсивно изучался, однако механизмы, с помощью которых он регулирует транскрипцию лишь в последнее время стали выявляться. Димеризация и связывание ДНК с помощью белков Myc семейства обусловлены их bHLHZ доменом. Эти факторы гетеродимеризуются с малым bHLHZ белком Max и соединяются с Е бокс последовательностями ДНК, чтобы регулировать транскрипцию генов мишеней. Т.к. с-myc обладает слабой активностью активации транскрипции, а в некоторых случаях м. репрессировать транскрипцию, то было предположено, что его первичной функцией является рекрутирование acetyl-transferasea к промотрам-мишеням и что его биологическая активность обеспечивается в основном благодаря контролю ацетилирования Н4 (Bouchard et al., 2001; Frank et al., 2001). c-myc м. служить в предшественниках НГ с целью предупреждения преждевременного принятия решения клетками своей судьбы, аналогично роли этого фактора, участвующего в блокировании терминальной дифференцировки в др. типах клеток (Bellmeyer et al., 2003). Для оценки этой гипотезу необходимо занть транскрипционные мишени для с-myc во время формирования НГ. Интересно, что экспрессия с-myc на краю нейральной пластинки шире, чем область, которая затем будет формировать предшественников НГ, и распространяется на область, которая будет давать нейрогенные плакоды. Более того, у с-myc деплетированных эмбрионов, экспрессия плакодных маркёров, таких как Six1, и формирование сенсорных нейронов, производных плакод, отсутствуют (Bellmeyer et al., 2003). Важно определить механизм, с помощью которого субнабор клеток, экспрессирующих с-myc, последовательно направляется по пути экспрессии дефинитивных маркёров НГ, таких как Slug.

Slug/Snail


Ниже с-myc находится один из известных самых ранних ответов на сигналы, индуцирующие НГ, это экспрессия одного или более С2Н2 цинковые пальчики репрессора транскрипции, родственного Snail Drosophila. У Xenopus и Snail и близко родственный ген Slug м.б. обнаружены в областях, формирующих НГ на границе нейральной пластинки на ст. поздней гаструлы (Essex et al., 1993; Mayor et al., 1995). Кроме того Snail подобно с-myc временно экспрессируется в поперечной нейральной складке, из которой НГ не возникает (Essex et al., 1993). На Xenopus было установлено, что экспрессия Slug непосредственно регулируется с помощью передачи сигналов Wnt, т.к. промотор Slug содержит Lef1 связывающий сайт, который необходим для активности промотора (Vallin et al., 2001). Это не только демонстрирует то, что Wnt регуляция формирования НГ является непосредственной, но и указывает на то, что сигналы Wnt необходимы как для усиления, так и подавления с-myc функции.
Избыточная экспрессия или Slug или Snail у эмбрионов лягушек ведет к широкой экспрессии ранних маркёров НГ, а также к продукции избытка миграторных клеток НГ (LaBonne, Bronner-Fraser, 2000; Aybar et al., 2003). Избыточная экспрессиия и Slug и Snail вызывает также избыточную продукцию НГ и у эмбрионов птиц (del Barrio, Nieto, 2002), хотя в этих экспериментах эффекты были ограничены краниальными областями. Всё это указывает на то, что Snail-подобные факторы играют законсервированную, возможно перекрывающуюся роль в формировании НГ и что они являются позитивными эффекторами этого процесса. На функциональную эквивалентность Slug и Snail указывает и то, что их взаимоотношения у мышей обратные по отношению к эмбрионам птиц (Sefton et al., 1998).
Избыточная экспрессия доминантных ингибирующих форм Slug, которые содержат высоко законсервированный домен связывания ДНК, ведет к неспособности образования предшественников НГ (LaBonne, Bonner-Fraser, 2000; Mayor et al., 2000). Было продемонстрировано, что родственные Snail факторы играют важные роли в формировании НГ. Однако, из-за использования в этой работе доминантно негативных мутантов, которые д. были блокировать функцию и Slug и Snail, эти эксперименты не позволяли отличать существенны ли оба и Slug и Snail или они играют какие-то самостоятельные, неперекрывающиеся роли во время индукции НГ. Aybar et al. (2003) вызывали избыточную экспрессию предполагаемой доминантно негативной конструкции, содержащей более дивергентную N-терминальную половину Snail и Slug./ Они установили, что оба фактора играют существенную роль в формировании НГ и что Snail функционирует выше Slug в этом процессе. Так как подобная иерархия действительно верна для Xenopus, у которых начало экспрессии Snail начинается несколько раньше, чем Slug, такое временное различие вряд ли м.иметь механистическое значение, учитывая, что экспрессия Slug предшествует таковой Snail у эмбрионов птиц (Sefton et al., 1998).
В точности неизвестно, как N-терминальная область Slug и Snail м. функционировать в качестве специфической доминантно негативной мутации. Хотя высоко дивергентные по своим N-концам Slug и Snail оба имеют SNAG мотив, домен репрессии транскрипции, который, как полагают, функционирует путём поставки активности гистоновой деацетилазы (Nakayama et al., 1998; Peinado et al., 2004). Интересно, что хотя домен SNAG законсервирован среди всех членов семейства Snail у позвоночных, он отсутствует в Snail у дрозофил и асцидий. Вместо этого коротко-действующая транскрипционная репрессивная активность Snail дрозофилы обеспечивается посредством рекрутирования транскрипционного ко-репрессора CtBP (Nibu et al.,, 1998) и это же верно и для Snail асцидий. Т.о., приобретение домена SNAG представляется важным событием в эволюции НГ. Несмотря на тот факт, что клетки дефинитивного НГ уникальны для позвоночных, одиночный гомолог Snail обнаружен у беспозвоночных хордовых, таких как асцидии и amphioxus, который также экспрессируется в развивающихся нейральных складках, напоминая экспрессиию, обнаруживаемую у позвоночных (Рис. 3) (Corbo et al., 1997; Langeland et al., 1998). Это указывает на то, что НГ м. произойти как популяция Snail-экспрессируемых клеток внутри нервной трубки у общих родоначальников современных позвоночных (Baker, Bronner-Fraser, 1997). Потребность в функции Slug/Snail во время формирования предшественников НГ, следовательно, отражает исходную роль, выполняемую Snail в дорсальной части нервной трубки родоначальных предпозвоночных хордовых. Эти клетки смогли затем приобрести миграторную способность, вообще-то вследствие появления дополнительных мишеней для Snail-обусловленной репрессии транскрипции. Миграторная способность позволила этим клеткам диспергировать по всему эмбриону и в обязательном порядке привела к возникновению новых производных, включая те, которые стали формировать "new head" позвоночных (Northcutt, Gans, 1983).
В самом деле, отдельно от их роли в формировании клеток предшественников НГ, Snail-родственные факторы, как было показано, играют существенную роль в начале миграции НГ у эмбрионов птиц и Xenopus (Nieto et al.,, 1994; Carl et al., 1999; La Bonne, Bronner-Fraser, 2000). Интересно, что экспрессия Slug и/или Snail ассоциирует с рядом типов эмбриональных клеток, не происходящих из НГ, которые также подвергаются ЕМТ, включая мезодерму во время гаструляции (Nieto et al., 1994). Было также установлено, что экспрессия Snail в линиях эпителиальных клеток достаточна для индукции этик клеток к ЕМТ и приобретению инвазивных свойств (Cano et al., 2000). Эта находка подтверждает, что роль в обеспечении EMTs является законсервированной функцией Slug/Snail. Более того, Snail участвует в приобретении инвазивности во время прогрессии опухолей; хотя экспрессия Snail не обнаруживается в хорошо дифференцированных неинвазивных карциномах, этот фактор строго экспрессируется в большинстве инвазивных карцином, а также в ряде мышиных и метастатических человечьих линиях карциномных клеток (Batlle et al., 2000; Cano et al., 2000; Blanco et al., 2002). E-Cadherin участвует в качестве ключевой мишени для Snail репрессии во время EMTs. В согласии с этим Snail экспрессия обратным образом коррелирует с экспрессией E-Cadherin в линиях опухолевых клеток (Batlle et al., 2000; Cano et al., 2000). Мишени для Slug- и Snail-обусловленной репрессии во время формирования НГ, ещё не идентифицированы, хотя считается, что они д. функционировании как репрессоры, чтобы оказывать позитивный эффект на экспрессию др. ранних маркёров НГ.

Group У Sox Factors


Идентифицированы два Sox семейства , Sox9 и Sox10? в качестве ранних регуляторов формирования предшественников НГ у Xenopus (Spokony et al., 2002; Aoki et al., 2003; Honore et al., 2003). Вместе с Sox8, который участвует в развитии НГ в др. системах (Bell et al., 2000; Sock et al., 2001), эти факторы представляют собой подгруппу Sox "E" (Bowles et al., 2000). Белки семейства Sox, каждый из которых содержит в 79-аминокислот high mobility group (HMG)- типа ДНК-связывающий домен, в дальнейшем были подразделены на группы A-J на базе гомологии последовательностей. В дополнение к HMG домену Sox8-10 содержат С-терминальный активационный домен (Kamachi et al., 2000). и два домена, законсервированные среди членов группы Е, которые участвуют в в межбелковых взаимодействиях (Bowles et al., 2000). HMG домены разных Sox белков имеют довольно сходные ДНК-связывающие свойства in vitro, их консенсусные связывающие последовательности состоят из стрежневого элемента в 6 п.н. А/Т А/Т САА А/Т (Harley, Goodfellow, 1994; Bell et al., 1997; Bridgewater et al., 1998). Однако, было предположено, что in vivo Sox белки м.б. не способны формировать стабильные комплексы белок-ДНК сами по себе, а вместо этого нуждаются в присутствии фактора-партнёра (Kamachi et al., 2000). Разные Sox белки, по-видимому, используют самостоятельных партнёров для связывания ДНК и один и тот же Sox белок м. использовать разных партнёров в разных типах клеток. Интересно, что Sox10 обнаруживается в кооперации с Рах3 при регуляции как MITF промотора во время формирования меланоцитов (Bondurand et al., 2000), так и с-RET промотора во время формирования энтерических ганглиев (Lang et al., 2000) Область Sox10 , которая обеспечивает взаимодействие с Рах3, законсервирована среди белков группы Е Sox, указывая тем самым, что это м. б. модуль межбелкового взаимодействия (Bondurand et al., 2000). Т.к. сигналы Wnt также непосредственно необходимы для транскрипции с промотора MITF, то экспрессия Sox10 клетками предшественниками НГ в ответ на обусловленный Wnt индуктивный сигнал д.б., следовательно, одним из способов, с помощью которого реакция этих клеток на последующее воздействие Wnt м.б. изменена.
У Xenopus экспрессия Sox9 в областях, формирующих НГ, м.б. выявлена на ст. 12, приблизительно в то же время, когда начинается экспрессия Slug в этой области (Spokony et al., 2002). Напротив, экспрессия Sox10 в областях, формирующих НГ, не выявляется до стадии 14. На ст. 15 и Sox9 и Sox10 строго экспрессируются во всех краниальных предшественниках НГ и начинают экспрессироваться в областях спинного мозга (Spokony et al., 2002; Aoki et al., 2003; Honore et al., 2003). Относительное время экспрессии этих двух факторов законсервировано у эмбрионов птиц (Cheung, Briscoe, 2003). У Xenopus эти два фактора в дальнейшем отличаются на ст. нейрулы тем, что экспрессия Sox9, но не Sox10 наблюдается в отических пузырьках (Spokony et al., 2002; Aopki et al., 2003; Honore et al., 2003), хотя позднее оба фактора экспрессируются в развивающемся ухе. Интересно, что т.к. Sox9 и Sox10 оба первоначально экспрессируются во всех предшественниках НГ, затем они всегда оказываются ограниченными отдельными субнаборами производных НГ, экспрессия Sox10 обнаруживается прежде всего в меланобластах и глие, а Sox9 в НГ эктомезенхиме бранхиальных дуг (Aoki et al., 2003).
Обусловленная morpholino oligo деплеция Sox9 у эмбрионов Xenopus ведет к потере экспрессии ранних маркёров НГ, так их как Slug, Pax-3, Twist и вызывает общую потерю предшественников НГ у таких эмбрионов (Spokony et al., 2002). Учитывая эти находки, оказывается неожиданным то, что черепнолицевые хрящи, будучи аномальными, не полностью отсутствуют у Sox9-истощенных эмбрионов. Для сравнения с-myc-истощенные эмбрионы лишены всех черепнолицевых хрящей и др. производных НГ (bellmeyer et al., 2003). Образование клеток предшественников НГ м. б. восстановлено у Sox9-истощенных эмбрионов на поздних стадиях, вообще-то благодаря компенсаторной активности др. членов группы E Sox семейства, таких как Sox8 и Sox10. В согласии с этой идеей избыточная экспрессия Sox10 у Xenopus м. усиливать экспрессию ранних маркёров НГ, таки х как Slug (Aoki et al., 2003; Honore et al., 2003). На поздних стадиях эмбрионы, которым инъецировали Sox10, обнаруживают массивную эктопическую экспрессию маркёра меланоцитов Trp-2 (Aoki et al., 2003). Более того, Sox10 м. непосредственно индуцировать экспрессию Trp-2 на анимальном полюсе эксплантов (Aoki et al., 2003). Т.к., как полагают, MITF необходим для экспрессии Trp (Fang, Setaluri, 1999) и т.к. сигналы Wnt/β-catenin необходимы для MITF экспрессии (Dorsky et al., 2000), то эта находка указывает на то, что экспрессия Sox10 достаточна для инициации регуляторного каскада, который включает оба эти фактора, в обязательном порядке приводя к формированию меланоцитов. В согласии с этим и избыточная экспрессия Sox9 у эмбрионов птиц, приводящая к эктопической экспрессии, по крайней мере, одного канонического члена семейства Wnt, Wnt3a (Cheung, Briscoe, 2003). Более того, форсирование экспрессии Sox9 у эмбрионов кур не только ведет к избыточной продукции клеток НГ, но также склоняет эти клетки становиться меланоцитами и глией (Cheung et al., 2003). В соответствии с такой ролью белков группы Е Sox во время диверсификации НГ, было установлено, что вирусная неправильная экспрессия Sox10 у мышей в стволовых клетках НГ предупреждает нейральную дифференцировку, но оказывается пермиссивной для глиальной дифференцировки (Kim et al., 2003). Это указывает на то, что Sox10 м. играть роль в поддержании мультипотентности клеток предшественников НГ. Итак, группа белков Е Sox семейства находится среди наиболее важных регуляторов как образования предшественников НГ, таки и последующей диверсификации клонов НГ.

FoxD3


Ещё одним транскрипционным фактором, экспрессируемым в ранних клетках предшественниках НГ, является FoxD3, член forkhead семейства транскрипционных регуляторов. Интересно, что Fox3D необходим для поддержания плюрипотентными клетки inner cell mass (ICM) у ранних эмбрионов мышей, это указывает на то, что этот фактор м.б. вобще участвовать в формировании и поддержании популяций стволовых клеток (Hanna et al., 2002). FoxD3 является ранним маркёром клеток предшественников НГ у Xenopus, кур, мышей и рыбок данио (Odenthal, Nusslein-Volhard, 1998; Dottori et al., 2001; Kos et al., 2001; Pohl, Knochel, 2001; Sasai et al., 2001)и, как полагают, функционирует как репрессор транскрипции (Sutton et al., 1996; Pohl, Knochel, 2001). У Xenopus этот фактор экспрессируется в дорсальной губе бластопора и в задней части нейральной эктодермы ещё до начала своей экспрессии в НГ. На ст. нейральной пластинки, чуть позднее после начала экспрессии Slug FoxD3 наиболее активно экспрессируется в клетках предшественниках НГ, хотя он также экспрессируется в подлежащей параксиальной мезодерме (Pohl, Knochel, 2001; Sasai et al., 2001)(E. Heeg-Truesdell, C.LaBonne, неопубл.).
Изучение избыточной экспрессии у Xenopus выявило конфликтную до некоторой степени ситуацию о роли FoxD3 в развитии НГ (Pohl, Knochel, 2001) Хотя этот фактор, как сообщалось, и индуцирует экспрессию маркёров как ЦНС, так НГ при анализе анимальной шапочки, он, по-видимому, действует так только в эксплантах шапочки от эмбрионов на ст. гаструлы и в культуральной среде с низким содержанием кальция и магния (Sasai et al., 2001). Будучи избыточно экспрессирован в интактных эмбрионах, Fox3D расширяет экспрессию маркёров нейральной пластинки и уменьшает экспрессию маркёров НГ (Pohl, Knochel, 2001). Эктопическая экспрессия маркёров НГ м.б. выявлена вследствие экспрессии Fox3D в более латеральных областях эктодермы (Sasai et al., 2001), но остаётся неясным, является ли это вторичным по отношению к индукции эктопической нервной ткани. Избыточная экспрессия предполагаемого доминантно негативного Fox3D, лишенного ДНК-связывающего домена, ведет к потере экспрессии маркёров НГ (Sasai et al., 2001), это указывает на то, что функция Fox3D необходима для формирования НГ у Xenopus. Однако, механизм, с помощью которого это специфическое мутантное укорочение функционирует как доминантно негативное, неясен, особенно учитывая, что избыточная экспрессия Fox3D полной длины, несущего мутацию, которая устраняет связывание ДНК, не оказывает эффекта на формирование НГ (Pohl, Knochel, 2001).
Избыточная экспрессия Fox3D у эмбрионов птиц ведёт к повышенной деламинации клеток НГ из нервной трубки (Dottori et al., 2001; Kos et al., 2001), хотя это не вызывает эктопической экспрессии Slug (Dottori et al., 2001; Kos et al., 2001). Morpholino-обусловенная деплеция Fox3D ведет к преждевременной миграции клеток НГ вдоль дорсолатерального пути, как полагают, ограниченным специфицированными меланобластами (Kos et al., 2001). Однако, электропортация этого morpholino не ведёт к потере образования или миграции клеток НГ , хотя степень, с которой morpholino оказывается успешным в деплеции белка Fox3D не была изучена в этой работе.
Amphioxus, как было показано, обладают одиночным FoxD гомологом, но в отличие от AmphiSnail этот ген не экспрессируется клетками границы нейральной пластинки (Yu et al., 2002). Учитывая способность Fox3D способствовать миграции клеток НГ у эмбрионов кур (Dottori et al., 2001), было предположено, что приобретение клетками границы нейральной пластинки экспрессии Fox3D м.б. существенным для развития дефинитивного НГ у первых позвоночных (Yu et al., 2002). Недавно было подтверждено на рыбках данио, что Fox3D не обязателен для формирования клеток предшественников НГ или их последующей миграции (D.Raible, персон. сообщ.). Вместо этого, morpholino-обусловленная деплеция Fox3D у рыбок данио в условиях, при которых иммунореактивность к антителам Fox3D устранена, ведет к дефектам сегрегации определенных клонов НГ, аналогично тому, что наблюдается у эмбрионов кур.

АР-2


Семейство АР-2 basic-helix-span-helix транскрипционных факторов участвует в развитии и НГ и эпидермиса. У мышей это семейство транскрипционных активаторов представлено, по крайней мере, 5 членами, AP-2α, AP-2β, AP-2γ, AP-2δ, AP-2ε (Cheng et al., 2002; Zhao et al., 2001; Feng, Williams, 2003). Некоторые члены семейства экспрессируются в НГ, роль АР-2α в развитии НГ изучена лучше всего. Дефекты НГ наблюдаются у рыбок данио, несущих нулевые мутации в АР-2α, включая уменьшение числа меланоцитов, малые краниальные ганглии, черепно-лицевые дефекты и потерю энтерической нервной системы (Holzschuh et al., 2003; Knight et al., 2003). Эти дефекты согласуются с теми, что наблюдаются у мышей с Wnt1-Cre обусловленным условным нокаутом АР-2α (Brewer et al., 2004). Важно, что в обоих условных нокаутах у мышей и при ранее полученных традиционных нокаутах (Schorle et al., 1996; Zhang et al., 1996; Brewer et al., 2004), предшественники НГ формируются и мигрируют соотв. образом, указывая тем самым, что активность АР-1α существенна прежде всего для более поздних аспектов развития НГ, таких как диверсификация клонов.
В противоположность находкам у рыбок данио и мышей, результаты экспериментов по деплеции АР-2α с помощью morpholino у Xenopus указывают на то, что этот фактор необходим для формирования предшественников НГ (Luo et al., 2003). Однако, очень высокие дозы morpholinos инъецировались при этих экспериментах для подавления ранних маркёров НГ, таких как Slug и Sox9 (Luo et al., 2003). Т.к. специфичность деплеции не проверялась, то возможно, что эти дозы morpholino деплетировали и др. изоформы АР-2. Это м. объяснить потерю образования предшественников Нг у Xenopus в этих экспериментах, но не у АР-2α-дефицитных рыб и мышей. Интересно, что АР-2α экспрессируется в не-нейрональной эктодерме до своей экспрессии на границе нейральной пластинки, а в ранних исследованиях были получены указания на Xenopus, что этот фактор существенен и является прямым регулятором эпидермального развития (Luo et al., 2002). принимая во внимание, что взаимодействия эпидермы с нейральной пластинкой играют роль в индукции НГ, то вполне возможно, что эффекты истощения АР-2α в НГ являются косвенными. Роль АР-2 в эпидермисе м. предшествовать его функции в НГ, т.к. одиночные члены семейства АР-2 у amphioxus экспрессируются строго в не-нейрональной эктодерме и не экспрессируются по краю нейральной пластинки (Meulemans, Bronner-Fraser, 2002). Т.о., как и в случае Fox3D, предполагается, что приобретение экспрессии АР-2 клетками края нейральной пластинки у позвоночных м.б. критическим событием в эволюции позвоночных.

CONCLUSION


Помимо рассмотренных целая куча др. факторов также, скорее всего, играет роль в индукции и последующем развитии клеток НГ, включая белки семейства Zic (Nakata et al., 1997; 2000), Id2 (Martinsen, Bronner-Fraser, 1998), meis (Maeda et al., 2002), Nbx (Kurata, Ueno, 2003) и Twist (Hopwood et al., 1989; Soo et al., 2002). Значение каждого из этих факторов ещё предстоит выяснять. Важно понять, как эти факторы действуют совместно, как компоненты регуляторной сети. Выявляется, что большинство ранних реакций на сигналы, индуцирующие НГ, устанавливают и позитивные и негативные петли обратной связи, чтобы поддерживать домены экспрессии на границе нейральной пластинки. Напр., подавление или Slug или Sox9 ведет к потере экспрессии др. генов, это осложняет нашу способность выявлять индивидуальные роли этих факторов. Геномные подходы, имеющие целью идентифицировать прямые транскрипционные мишени, для каждого из этих факторов, д.б. приспособлены для этих целей.
Др. задачей является полное выяснение индивидуальных и коминированных ролей внеклеточных сигналов, участвующих в индукции НГ, включая BMPs, FGFs, Notch и Wnts. Необходимо понять, когда и каким образом комбинации этих сигналов воспринимаются и как транскрипционные реакции на эти сигналы меняют компетентность чувствительных клеток, чтобы отвечать на повторное действие этих сигналов. Первой ступенью могло бы быть понимание регуляции индивидуальных промоторов разных классов отвечающих генов. таких как Msx-1, c-myc и Slug. Сравнивая регуляцию таких факторов, безусловно, м. выявить, как широкие домены компетентности прогрессивно ограничиваются специфическими популяциями предшественников. Проводить исследования необходимо на всех широко используемых модельных организмах, особенно на amphioxus, чтобы пролить свет на эволюцию. выяснение механизмов, с помощью которых эти факторы регулируют нормальное развитие позволит понять и их роль в канцерогенезе. понимание как клетки НГ генерируются и мигрируют и дифференцируются безусловно прольёт свет на источники многих врожденных заболеваний.
Сайт создан в системе uCoz