Посещений:
Меланоциты: Дифференцировка

Роль SOX10

Complementation of Melanocyte Development in SOX10 Mutamt Neural Crest Using Lineage-Directed Gene Transfer
L.Hou, S.K.Loftus, A.Incao, A.Chen, W.J.Pavan
Dev Dyn. V. 229, No 1, P. 54-62, 2004

Используя GATEWAY вектора для облегчения клонирования, были получены трансгенные мыши, экспрессирующие рецептор TVA в SOX10-экспрессирующих стволовых клетках нейрального гребня под конртролем промотора Рах3. Трансген Pax3-tv-a разводился на Sox10-дефицитном фоне, при этом наблюдалась комплементация генетических дефектов в клетках нейрального гребня. Это приводило к нормализации развития меланоцитов из Sox10-дефицитных клеток нейрального гребня.

Рис.1.  |  Меланоциты. происходящие из нейрального гребня мигрируют в базальный слой эпидермисв и волосяной матрикс, а также во внутреннее ухо, uveal тракт (пигментная оболочка глаз) и мягкие мозговые оболочки leptomeninges

Рис. 2 A schematic diagram of the epidermis.

Рис. 3 A schematic diagram of the formation of a melanosome.

Рис. 4 The melanin biosynthetic pathway.

Рис. 5 Binding of melanocyte stimulating hormone (MSH) to the melanocortin receptor 1 (MCR1)



A pathway of melanocyte development. The respective roles of SLF, endothelin-3 (ET3) and Melanocyte Stimulating Hormone (αMSH) in a putative pathway of melanocyte development.

Производные нейрального гребня клетки продуцируют множество специфичных клонов, включая меланоциты кожи, внутреннего уха и хороидного сплетения. Waandenburg syndrome (WS) характеризуется участками гипопигментации кожи, белой прядью волос на голове и глухотой в результате отсутствия меланоцитов. При WS м. также встречаться dystopia canthorum, вызываемая аномальным развитием краниальной части нейрального гребня и/или длинный сегмент мегаколона, возникающий в результате редукции энтерических ганглиев. Кстати, WS клинически подразделен на 4 типа, ассоциированные с мутациями в отдельных генах, кодирующих 3 транскрипционных фактора, PAX3, SOX10 и MIITF и одну систему рецептор/лиганд, endothelin receptor-B/endothelin 3. Мутации РАХ3 были идентифицированы у индивидов с WS типа 1 и III , они клинически отличаются от др. субтипов WS наличием специфических черепнолицевых аномалий и аномалий конечностей помимо дефектов пигментации (WS type I, OMIM#193500; WS type III, OMIM#1488200. В соответствии с этими дефектами РАХ3 экспрессируется в дорсальной части нервной трубки, в мигрирующих клетках нейрального гребня, черепно-лицевой части нейрального гребня и сомитах. Ряд индивидов с субтипом WS type IV (Waandenburgh-Shah synd., OMIM#277580) содержат мутации в SOX10 и представляют собой клинически недостаточность энтерических ганглиев помимо дефектов пигментации. Мыши с мутациями в Sox10 (Sox10Dom и SoxLacZ) моделируют WS4, обладая сходными дефектами в меланоцитах и энтерических нейронах и глиальных клетках ПНС. Sox10 является HMG (high mobility group) транскрипционным фактором, экспрессирующимся во многих клонах нейрального гребня. Мутантные гомозиготные мыши погибают, т.е. Sox10 важен для выживания производных нейрального гребня. Идентифицированы некоторые нижестоящие гены-мишени. Функциональная роль SOX10 в развитии производных нейрального гребня изучена не полностью.
Система RCAS-TVA (RCAS, Replication-Competent ASLV long terminal repeat with Splice acceptor) м.б. использована для облегчения неправильной экспрессии генов у мышей ткане-специфическим образом. Эта система базируется на субклонировании интересующего гена в системе экспрессии птичьего лейкозного ретровируса, RCAS векторе. RCAS вирус д.б. купирован с трансгенной линией мышей, экспрессирующей вирусный рецепторный ген tv-a (TVA) с ткане-специфического промотора. Гены, клонированные в RCAS вирусе экспрессируются в инфицированных клетках с long terminal repeat (LTR).
Авт. использовали RCAS-TVA технологию для выяснения роли передачи сигналов Wnt1 в развитии меланоцитов, используя Nestin-tv-a и Dct-tu-a трансгенных мышей. Были выявлены автономные и неавтономные роли продуктов этих генов в развитии нейрального гребня. Была продемонстрирована также эффективность клонирования генов в RCAS при использовании вирусной конструкции RCASBP-Y, модифицированная GATEWAY (GW) клонируемой кассетой. Технология GW клонирования использует сайт-специфическую рекомбинацию, чтобы клонировать гены и базируется на использовании модифицированного Λ фага по att сайту и λ integrase белки, integrase (INT), integration host factor (IHF) и excisionase (XIS). Использование этой системы позволяет стандартизовать клонируемые ДНК фрагменты независимо от последовательностей рестрикционных сайтов, ориентировано, быстро, эффективно.
В данной работе использовали RCAS-TVA систему для внесения генов в мутантные стволовые клетки нейрального гребня мышей с целью тестирования функции гена. Эти вектора использовали для получения линии трансгенных мышей Tg-(Pax3-tv-a)HPvn, чтобы управлять экспрессией TVA в предшественниках SOX10-позитивных клеток, используя промотор Рах3. Внесение трансгена Tg-(Pax3-tv-a)HPvn в клетки нейрального гребня Sox10-/- показало успешную коррекцию дефекта гипопигментации с помощью инфекции RCAS-Sox10. Это демонстрирует реальность метода для изучения генной функции в клоне нейрального гребня.
Итак, дифференцировка меланоцитов м.б. восстановлена внесением гена Sox10 в Sox10-/- клетки нейрального гребня. Показано также, что Sox10 не нужен для генерации клеток нейрального гребня и что не все Sox10-позитивные клетки являются пигментированными меланоцитами. Это м. объяснить двумя причинами. Во-первых, Sox10 участвует не только в развитии меланоцитов, но и в развитии энтерических нейронов и глиальных клеток. Следовательно, некоторые Sox10-позитивные клетки м. не обладать потенциалом дифференцировки в меланоциты. Во-вторых, пигментация является финальной ступенью дифференцировки меланоцитов, поэтому некоторые Sox10-позитивные, но не пигментированные клетки со временем смогут полностью дифференцироваться.
Предполагается, что Mitf является единственным нижестоящим геном-мишенью для Sox10 в меланоцитах, производных клеток нейрального гребня.
Сайт создан в системе uCoz