В развивающемся отическом пузырьке мышей регион-специфическая экспрессия транскрипционных факторов существенна для органогенеза регулируется в основном двумя внешними сигналами от соседней ткани: экспрессия вентральной группы (Otx2/1 и Pax2) зависит от Shh из хорды, тогда как экспрессия дорсальной группы (Dlx5/6 и Пич2) зависит от Wnts из дорсальной части нервной трубки (Riccomango et al., 2002; 2005). Здесь же было показано, что Dan регулирует экспрессию Nkx5.1 Следовательно, Dan является новой сигнальной молекулой, которая предопределяет формирование паттерна транскрипционных факторов, необходимых для развития внутреннего уха. Передача сигналов Wnt, Shh или Fgf могли бы контролировать локализацию Dan (Chapman et al., 2004; Gerlach-Bank et al., 2004).
Известно, что экспрессия доминантного Gbx2 в отическом пузырьке перекрывается с проспективной ed/es областью и является критической для её развития (Lin et al. 2005). Мы полагаем? что Gbx2 регулируется с помощью Dan. Однако, наши исследования эффекта истощения Dan показывают, что это не оказывает влияния на экспрессию Gbx2. Напротив деплеция Dan временно супрессирует Msx1, который маркирует проспективный ed. Msx1 участвует в апоптозе конечностей и ромбомеров и в пролиферации эпидермиса (Andl et al. 2004), но нокдаун Dan не влияет на пролиферацию и апоптоз в развивающемся ed. Элонгация и расширение ed, по-видимому, регулируется истончением слоя эпителиальных клеток (Lang et al., 2000). Значит Msx1, по-видимому, контролирует это истончение под контролем Dan. Кроме того, Foxi1 экспрессируется в проспективной ed/es области и регулирует функцию ed/es (Hulander et al., 2003).
Dan is required for normal patterning of semicircular canals via Nkx5.1 activity
Деплеция Dan индуцирует деформации полукружных каналов, которые возникают из дорсо-латеральной области отического пузырька. Более того нокдаун Dan супрессирует только экспрессию Nkx5.1, который важен для морфогенеза полукружных каналов. Это указывает на то, что Dan регулирует экспрессию Nkx5.1 в дорсо-латеральной области, соседствующей с доменом экспрессии Dan и тем самым контролирует развитие полукружных каналов.
Как же Dan регулирует экспрессию Nkx5.1? Это может быть объяснено или прямым или опосредованным влиянием DAN/ В модели непосредственного воздействия DAN диффундирует в дорсо-латеральную область как дально-действующий сигнал и непосредственно супрессирует BMP4, секретируемый мезодермой, соседствующей с отическим пузырьком. В модели опосредованного действия DAN функционирует коротко-действуюшщий сигнал в своем собственном домене экспрессии, и противодействует аутокринному BMP7 в этом домене и индуцирует дально-действующий вторичный сигнал, который существенен для индукции и поддержания Nkx5.1 в дорсо-лдатеральной области. Мы продемонстрировали, что эктопическая экспрессия caAlk6 в дорсо-медиальной области супрессирует экспрессию Nkx5.1 в дорсо-латеральной области отического пузырька. Это наблюдение подтверждает, что последняя модель правильна, но необходимы подтверждения.
Paradoxal responses of Nkx5.1 to Dan in different regions of the otic vesicle
У эмбрионов кур и мышей показано, что ограниченный домен экспрессии Nkx5.1 в дорсо-латеральной области не устанавливается посредством одиночного индуцибельного процесса, а является многоступенчатым. На ст. 10 развития эмбрионов кур первичный домен экспрессии устанавливается в дорсо-медиальной области отической плакоды. На ст. 14 вторичный домен присутствует в дорсо-латеральной области. Наконец, на ст. 17 первичный домен исчезает в дорсо-латеральной области так, что финальный домен дорсо-латеральной экспрессии завершается (Herbrand et al., 1988). Эти наблюдения указывают, что регуляторный механизм для первичного дорсо-медиального домена может быть отличным от такового для вторичного дорсо-латерального домена . Мы установили. что Nkx5.1 отличается по своей реакции на деплецию Dan в разных областях отического пузыртька: в дорсо-латеральной области нокдаун Dan супрессирует эндогенную экспрессию Nkx5.1, в то время как нокдаун индуцирует эктопическую экспрессию в вентро-медиальной области. Кроме того, нокдаун не не индуцирует Nkx5.1 в дорсо-медиальной области. Это подтверждает гипотезу, что регуляторный механизм для первичного дорсо-медиального домена может быть отличным от такового для вторичного дорсо-латерального домена.
Что же регулирует различие ответов Nkx5.1 на деплецию Dan? Некоторые регион-специфичные транскрипционные факторы, чья регуляция не зависит от Dan (Gbx2, Otx2 b Dlx5), по-видимому, участвуют в детерминации реакции Nkx5.1 .
Dan modulates BMP signaling to supress excessive apoptosis in the developing inner ear
BMPs и их антагонисты участвуют в апоптозе во время органогенеза (Graham et al. 1994; Trousee et al. 2001). В развивающемся внутреннем ухе перед спецификацией клона нейрональных клеток ( ст. 21-22) апоптоз индуцируется с помощью нокдауна Dan в вентро-медиальной области отического эпителия, где экспрессируется Bmp4. Эти данные указывают на то, что на ранних стадиях развития BMP4 индуцирует апоптоз в клетках вентро-медиальной области и что Dan модулирует передачу сигналов BMP, чтобы ингибировать избыточный апоптоз в развивающемся внутреннем ухе. Кроме того, Msx1 также участует в BMP4-обусловленном апоптозе в развивающемся глазу (Trousse et al. 2001). Мы наблюдали, что нокдаун Dan индуцирует эктопическую экспрессию Msx1 в медио-вентральной области, где индуцировался также эктопический апоптоз. Следовательно, Msx1 может участвовать в индукции апоптоза в вентро-медиальной области отического пузырька вследствие нокдауна Dan.
Effects of Dan on the sensory epithelium of inner ear
Bmp4 экспрессируется в проспективном сенсорном эпителии развивающегося внутреннего уха и участвует в его дифференцировке (Цг ? Oh 1996). Мы установили, что паттерны экспрессии Dan и Bmp4 на ст. 24 были комплементарны. Известно, что белок DAN может соединяться с BMPs и противодействовать передаче сигналов BMP. Т.к. BMP4 необходим для дифференцировки эпителия, то BMP антагонист DAN может супрессировать дифференцировку сенсорного эпителия. Однако, нокдаун Dan не вызывает эктопической или обширной экспрессии HCA, маркера сенсорного эпителия (Gerlach et al., 2000; Gerlacj-Bank et al., 2004). Наши данные показывают, что Dan не участвует в детерминации или дифференцировке сенсорного эпителия развивающегося внутреннего уха, но участвует в несенсорных областях, таких как ed/es. Несмотря на это всё ещё остается возможность, что Dan может участвовать в дифференцировке, т.к. после инициального формирования паттерна транскрипционных факторов необходимы дальнейшие локальные сигналы, такие как передача сигналов Notch, для дальнейшей дифференцировки сенсорного эпителия.
Сайт создан в системе
uCoz