Формирование вторичного нёба у млекопитающих использует множественные онтогенетические события, включая рост, подъём и слияние (Ferguson, 1988; Hilliard et al., 2005; Chai and Maxson. 2006; Gritli-Linde, 2007). Во время развития мыши две развивающиеся створки нёба сначала растут вертикального вдоль боковых сторон языка на ст. эмбриогенеза (E) 12.5 и E13.5 (Ferguson, 1988; Murray and Schutte, 2004; Gritli-Linde, 2007). На ст. E14.5, однако две вертикальные половинки нёба переориентируются в горизонтальную позицию выше дорсальной стороны языка, процесс наз. подъёмом нёба (Ferguson, 1988; Gritli-Linde, 2007). Две поднятые половинки нёба затем растут горизонтально по направлению др. к др, встречаются по срединной линии и формируют шов по medial edge epithelium (MEE). MEE шов затем подвергается дегенерации и дает слитое нёбо со слиянием мезенхимы (слияние нёба) (Ferguson. 1988; Hilliard et al., 2005).

Значительные усилия были проделаны, чтобы понять клеточные механизмы слияния нёба, особенно дегенерации шва MEE. В нескольких исследованиях было предположено, что дегенерация шва MEE обеспечивается за счёт epithelial-mesenchymal transition (EMT; Griffith and Hay, 1992), клеточной миграции(Carette and Ferguson, 1992), апоптической гибели клеток (Cuervo and Covarrubias, 2004; Vaziri Sani et al., 2005), или комбинации всех трех процессов (Jin and Ding, 2006a). На молекулярном уровне, Smad2 обеспечиваемая передача сигналов transforming growth factor-beta3 (TGF-β3), как было установлено, существенна для слияния нёба (Kaartinen et al., 1995; Proetzel et al., 1995; Cui et al., 2005). Соотв. специфичная для эпителия делеция TGF-β3 type II рецепторного гена также вызывает расщепление нёба у эмбрионов мыши (Xu et al., 2006). Напротив, экспрессия Jagged2 (Jag2) может предупреждать слияние эпителия, поскольку Jag2 мутантные эмбрионы обнаруживают преждевременное слияние нёбных половинок с языком возможно из-за преждевременной дифференцировки клеток перидермы (Jiang et aL 1998; Casey et al.r 2006). Сообщалось, что Msx1 и bone morphogenetic protein 4 (BMP4) ответственны за рост передней части нёба (Zhang et al.. 2002). Др. регуляторные факторы, участвующие в росте нёба у мышей, включают BMP receptor 1А (Alk3; Liu et al., 2005), фактор роста platelet-derived growth factor-C (PDGF-C; Ding et al., 2004) и транскрипционный фактор Osr2 (Lan et al., 2004).

В противоположность росту и слиянию нёба механизм поднятия нёбных половин изучен плохо (Gritli-Linde, 2007). Единодушно считается, что подъём нёбных половин это подъём дистальных концов вертикальных нёбных выступов, соответствующих области медиальных краёв, в горизонтальное положение (Gritli-Linde, 2007). Согласно этой модели нёбные половинки д. преодолеть физическую преграду, создаваемую языком во время подъёма. Предыдущие исследования предполагали, что смещение верхней челюсти вперед делает ниже уровень языка во время поднятия нёбных половин (Seegmiller and Eraser, 1977, Lavnn et al.. 2001). Однако это смещение вперед недостаточно для того, чтобы нёбные половинки оказались выше языка. Фактически переориентация нёбных половин не нуждается, чтобы уровень языка был ниже дистальных концов нёбных половин. Наблюдалось, что два нёбных выступа не поднимаются в унисон, а последовательно в течение очень короткого времени создают остов (Greene and Kochhar. 1973; Luke, 1984). Часто одна половинка полностью горизонтальна, тогда как др. остается вертикальной с дистальным концом ниже дорсального уровня языка (Greene and Kochhar. 1973; Luke, 1984), указывая тем самым, что нёбные половинки могут переориентироваться без движения выше дорсального уровня языка. Это наблюдение также указывает на то, что подъём нёбных половин использует сложное перемещение помимо простой ротации. В соответствии с этим мнением в предыдущих гистологических исследованиях наблюдали, что нёбные половинки образуют выступы медиально и протискиваются в пространство выше языка, поэтому было предположено, что нёбные половинки могут "перетекать" поверх языка во время подъёма (Greene and Kochhar, 1973; Diewert and Tait. 1979). Кроме того, недавнее in vitro исследование с использованием углеродного мечения подтвердило ремоделирование ткани при развитии передней и задней ткани нёба (Chou et al.. 2004). Механизм, управляющий подъёмом нёба всё ещё плохо изучен. Однако наблюдалась корреляция между синтезом hyaluronic acid и подъёмом нёба, хотя причинная связь между ними не была установлена (Ferguson, 1988). Кроме того, недавно сообщалось, что мутации потери функции в Snai1.2 и Wnt5A оставляют нёбные половинки вертикальными (Murray et al., 2007; He et al.. 2008), указывая тем самым, что функции этих генов участвуют в подъёме нёбных половин.

Мы уже сообщали, что Zfhx1a мутантные мыши обнаруживают задержку в поднятии нёба с 24 до 48 ч (Jin et al., 2008). В данном исследовании мы использовали, Zflix1a и Jag2 мутантных мышей, чтобы исследовать процесс подъёма нёбных половин и установили, что область проспективного медиального края не локализуется на дистальных концах вертикальных нёбных половин и чт о горизонтальная ось нёба генерируется за счет выростов из боков скорее, чем за счёт ротации предсуществующей перпендикулярной вертикальной оси.

YUKIKO KITASE and CHARLES F. SHULER Microtubule disassembly prevents palatal fusion and alters regulation of the E-cadherin/catenin complex Int. J. Dev. Biol. 57: 55-60 (2013) doi: 10.1387/ijdb.120117yk

Образование вторичного нёба сложное и критическое событие, связанное с тонкой регулировкой роста нёбных половин, переориентации, адгезии и слияния. Нарушения на любой степени во время развития нёба могут приводить к расщеплению нёба, наиболее частого врожденного дефекта у людей (Ferguson, 1988). Противоположные нёбные половинки приближаются др. к др. по срединной линии после переориентации из вертикального положения. Медиальные эпителиальные края (MEE) сливаются и образуют путем интеркаляции одиночный слой, наз. медиальным эпителиальным соединением (MES). Происходит деградация MES, чтобы достичь слияния небной мезенхимы и завершить процесс слияния нёба (Ferguson, 1988).

Эпителиально-мезенхимный переход (EMT) играет критическую роль в деградации MES (Greene and Pisano, 2010, Griffith and Hay, 1992, Jalali et al., 2012, Jin and Ding, 2006, Shuler et al., 1992, Yu W, 2009). Он характеризуется потерей эпителиальными клетками морфологии и приобретением мезенхимных свойств. Чтобы поддерживать эпителиальную целостность кальций-зависимые гомофильные адгезивные молекулы, E-cadherin, осуществляют адгезивную функцию за счет соединения цитоплазматических cytoplasmic α- и β-catenin белков, которые служат для связи кадгерина с актиновым цитоскелетом (van Roy and Berx, 2008). Транскрипция E-cadherin тонко регулируется посредством промотора, который содержит CAAT box, GC регион, богатый ГЦ, и E-box. Транскрипционный фактор c-MYC трансактивирует E-cadherin посредством непосредственного взаимодействия с его E-box или посредством коактиватора AP-2 транскрипционного фактора, который взаимодействует с регионом, богатым ГЦ (Batsche et al., 1998, Liu et al., 2009). TGF-β негативно регулирует c-MYC (Pietenpol et al., 1990). TGF-β вызывает EMT в MEE путем подавления эпителиального маркера, E-cadherin. Транскрипционная репрессия E-cadherin является ключевым молекулярным событием в EMT (Peinado et al., 2004). Подавление E-cadherin с помощью транскрипционных репрессоров, таких как zinc finger фактор Snail (Snai1 and Snai2), two-handed zinc finger фактора Zeb (Zeb1 and Zeb2) является важным механизмом, с помощью которого TGF-β осуществляет EMT (Dave et al., 2011, Jalali et al., 2012, Pirozzi et al., 2011, Shirakihara et al., 2007). Сигнальный путь также, как известно, индуцирует EMT в MEE во время слияния нёбных половин (Kaartinen et al., 1997, Sun et al., 1998).

Было показано, что разрушение микротрубочек с помощью nocodazole (NDZ), широко используемого агента дестабилизации микротрубочек, ингибирует нёбное слияние, что сопровождается развитием мультислойного MES в срединном регионе нёба (Kitase and Shuler, 2012). Исследовали лежащий в основе механизм, с помощью которого воздействие NDZ приводит к накоплению межклеточных адгезивных белков в межклеточных соединениях в МEE. Nocodazole (NDZ) усиливает накопление адгезивных комплексов в межклеточных контактах в MEE, тогда как в контроле наблюдается потеря адгезивных комплексов. NDZ вызывает аберрантную регуляцию транскрипционных репрессоров для E-cadherin (Snail и Zeb) и активатора (c-MYC) посредством ингибирования передачи сигналов TGF-β/SMAD2, это ведет к неспособности к EMT. Эти находки предоставляют доказательства, что разрушение микротрубочек нарушает механизм EMT посредством регуляции передачи сигналов TGF-β/SMAD2 во время нёбного слияния и ингибирования репрессии E-cadherin.