Последнее обновление: 01/26/2025 21:23:06  Меню и поиск на этом сайте   ЗДЕСЬ  Дополнительная информация   ЗДЕСЬ!!
WMZ: Z191701361450
WMR: R209318204033


Без рекламы только Браузер Uran (скачать )
   Посещений:
ЭНТЕРИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Генетическая обусловленность

Building a brain in the gut: development of the enteric nervous system
AM Goldstein, RMW Hofstra, AJ Burns
Clinical Genetics Volume 83, Issue 4, pages 307–316, April 2013

The enteric nervous system (ENS), the intrinsic innervation of the gastrointestinal tract, is an essential component of the gut neuromusculature and controls many aspects of gut function, including coordinated muscular peristalsis. The ENS is entirely derived from neural crest cells (NCC) which undergo a number of key processes, including extensive migration into and along the gut, proliferation, and differentiation into enteric neurons and glia, during embryogenesis and fetal life. These mechanisms are under the molecular control of numerous signaling pathways, transcription factors, neurotrophic factors and extracellular matrix components. Failure in these processes and consequent abnormal ENS development can result in so-called enteric neuropathies, arguably the best characterized of which is the congenital disorder Hirschsprung disease (HSCR), or aganglionic megacolon. This review focuses on the molecular and genetic factors regulating ENS development from NCC, the clinical genetics of HSCR and its associated syndromes, and recent advances aimed at improving our understanding and treatment of enteric neuropathies.

Табл. см. в оригинале статьи

Функционаьный ЖКТ важен для абсорбции, переваривания и экскреции пищи и отходов, для защиты хозяина от патогенов, аллергенов и токсинов и для постоянного мониторинга и реакции на состояние кишечного просвета. Принципиальным проводником этой высоко срежиссированной симфонии является enteric nervous system (ENS), громдная и сложная сеть нейронов и глиальных клеток, которые расположены по всей длирне ЖКТ и представляет собой важный компонент автономной нервной системы [1]. Поскольку внешняя иннервация от ЦНС может модулировать функцию ENS, при этом ENS служит в качестве прирожденной нервной системы для кишечника, способная контролировать большинство функций кишечника независимо. Благодаря своей сложности и авторномности функции ENS часто обозначается как ‘второй головной мозг’ [2].
ENS содержит приблизительно 100 миллионов нейронов [3] из, по крайней мере, 18 функциональных классов [4]. Она организована в два концентрических кольца из взаимно соединенных ганглиев, состоящих из энтерических нейронов и энтероглиальных клеток, взаимосвязанных с помощью волокон между ганглиями (Fig. 1). Наружное кольцо является мышечно-энтерическим (myenteric) (Ауэрбаховым) сплетением, расположенным между циркулярным и продольным мышечными слоями, и внутреннее кольцо является подслизистым (Мейснеровым) сплетением, , которое отсутствует в пищеводе. ENS содержит множество различного типа нейроны, включая первичные афферентные нейроны, которые ощущают химические или механические стимулы просвета и затем передают сигналы восходящим и нисходящим промежуточным нейронам к возбуждающим или ингибирующим двигательным неронам, которые контролируют функцию эффекторных клеток [4]. Рефлекторные петли (circuits), продуцируемые этими синаптически взаимно соединенными нейронами, ответсвенны за координацию основных функций ENS, включая регуляцию подвижности, абсорбцию, секрецию и кровоток кишечника.



Figure 1. Schematic showing formation of enteric nervous system (ENS) from neural crest-derived precursors. (a) Vagal neural crest-derived cells enter the proximal (oral) end of the embryonic gut and migrate along its entire length giving rise to the majority of the neurons and glia of the ENS. Sacral neural crest-derived cells enter the hindgut and migrate in an oral direction to form neurons and glia in the distal portion of the gut. (b) In the post-natal gut, the ENS is organized in web-like plexuses that are located between the muscle layers: the myenteric plexus is situated between the longitudinal and circular muscle layers, and the submucosal plexus between the circular muscle and the mucosa. (c) The enteric plexuses contain small groupings of enteric neurons and glia. FG, foregut; MD, midgut; HD, hindgut.

Врожденные и приобретенные энтерические нейропатии могут приводить к серьёзным последствиям для здоровья, обычно проявляющимся в аномалиях моторной функции кишечника [5, 6]. Напр., восплительные энтерические нейропатии, которые могут быть вызваны паранеопластическими, инфекционными или иммунными болезнями, могут приводить к гастропарезам, кишечным псевд-обструкциям или атоническим запорам (colonic inertia). Дефициты определенных нейротрансмиттеров были описаны при esophageal achalasia и врожденном гипертрофическим сужением привратника, оба ассоциированы с нарушениями функциикишечных сфинктеров. Дисфункция митохондрий может вести к нарушению моторики кишечника из-за нарушения нервных клеток, как в случае митохондриальной neurogastrointestinal энцефалопатии. Энтерические генглионейромы, появляющиеся при множественных эндокринных неоплазиях типа 2B, ассоциированы с тяжелым нарушением моторики колона [7].
Классической энтерической нейропатией является болезнь Hirschsprung (HSCR), вроженное заболевание, характеризующееся отсутствием энтерических ганглиев вдоль разной длины участков дистальной части толстой кишки [8, 9]. Врожденный аганглиоз, возникающий 1 на 5000 живорожденных, ограничивается ректосигмоидальной частью толстого кишечника в 80% случаев, short-segment HSCR (S-HSCR), и чаще всего проявляется неспособностю у новорожденного отхождению мекония в течение 48 ч жизни, часто со вздутием живота и рвотой. Контрастная X-ray клизма обнаруживает сужение дистальной части ободочной и прямой кишки с проксимальным расширением подтверждают диагноз HSCR, а ректальная биопсия выявляет отсутствие энтерических ганглиев, что делает диагноз безусловным. Лечение заключается в хирургической резекции сегмента, лишенного ганглиев, и анастомоза нормального с ганглиями кишечника с анусом.

Development of the ENS


ENS целиком происходит из нервного гребня, временной структцры, которая возникает рано в развитии во время образования нервной трубки, предшественницы голвоного и спинного мозга. Потомки нервного грабня neural crest cells (NCC), широко мигрируют по всему эмбриону, пролиферируют и дифференцируются в широкое разнообразие типов клеток, включая меланоциты,черепно-лицевые хрящи и кости, нейроны и глию периферической и ENS и в гладкие мышцы [10]. Нарушения ключевых процессов, лежащих в основе развития NCC, могут приводить к ряду широкого ранга клинически важных нарушений нервного гребня (neurocristopathies), которые затрагивают пигментацию, нарушают черепно-лицевое образование, приводят к глухоте, дают опухоли или воздействуют на иннервацию кишечника (напр. HSCR) [11].
Исследования 1950s и 1970s на эмбрионах кур продемонстрировали, что vagal (заднего мозга) регион нервного гребня, соседствующий с сомитами 1–7, дает большую часть клеток ENS вдоль всей длины кишечника. В последнее время многочисленные аспекты развития ENS активно исследовались, в отношении удивительной консервации клеточного поведения и молекулярного контроля, описываемого у видов, таких как рыбы, птицы, мыши и человек. У мышей, наиболее изученной модели развития ENS, vagal NCC возникают из нервной трубки приблизительно на эмбрональный день 8.5 (E8.5), достигают передней кишки к E9–E9.5 [12, 13] и мигрируют ростро-каудально, чтобы колонизовать кишку по всей длине к E13.5–14 [14]. У человека, этот вояж vagal NCC вдоль кишки начинается на 4-й неделе беременности и заканчивается приблизительно на 7 неделе [15]. Помимо этого принципиального вклада vagal NCC в кишечник, вторая, более каудальная область нейральной оси, кресцовый нервный гребень, также вносит вклад в меньшее количество клеток, которые в основном колонизуют терминальный регион задней кишки мышей и птиц [16, 17]. Происходящие из кресцового нервного гребня клетки мигрируют рострокаудально вдоль задней кишки, в противоположном нарпавлении миграции клеток, происходящих из клеток vagal нервного гребня. Субтипы нейронов и роль кресцовых NCC остаются неясными, и неизвестно вносит ли вклад кресцовый нервный гребень в формирование ENS человека.
Чтобы сформировать функциональную ENS по всей длине кишечника, vagal и sacral NCC д. пройти ряд ключевых процессов, включая миграцию, выживание, пролиферацию, дифференцировку в нейроны и глию и образование аксонов (Figure 1). Могочисленные транскрипционные факторы, сигнальные пути и нейротрофные факторы, как было установлено, участвуют в регуляции каждого из этих процессов, ряд их суммирован в Table 1, и рассморен ранее [18, 19]. Эти успехи в нашем понимании развития ENS сделали возможным использование ряда маркеров для идентификации недифференцированных NCC до их вступления в кишечник (наз. pre-enteric NCC), включая транскрипционные факторы Sox10 и Phox2b, G protein-coupled receptor endothelin receptor B (EdnrB), низкого сродства nerve growth receptor p75 и рецепторную тирозин киназу Ret (Table 1).

Table 1. Molecular markers expressed by NCC and their cellular derivatives at key stages of ENS development in the mouse [modified from [19] См. в оригинале статьи

Enteric NCC (ENCCs), как они называются после вступления в кишечник, являются недифференцированными по фронту волны миграции и экспрессируют Sox10, Ret, p75, Phox2b, Ednrb и транскрипционный регулятор Mash1. Позади фронта миграции ENCCs оказываются на разных стадиях созревания, с нейрональной дифференцировкой, которая начинается прежде дифференцировки в глию, обнаруживаемой сразу после их проникновения в переднюю кишку. Эта детерминация в нейрональный клон ассоциирована с подавлением Sox10 и p75, сохранением экспрессии Ret и Phox2b и активацией пан-нейрональных маркеров, включая PGP9.5, neurofilament, neuronal class III β-tubulin (Tuj1), HuC и HuD. Будучи детерминироваными к нейрональной судьбе, эти клетки всё ещё рассматриваются как предшественники, поскольку они лишены специфичных для нейрональных субтипов маркеров (напр., NOS, VIP, NPY, SubP, ChAT) и остаются митотически активными. Чтобы детерминировать глиальный клон, ENCCs сохраняют экспрессию Sox10 и p75 , подавляют Ret и активируют сначала B-FABP, а позднее S100 и GFAP дяя их дифференцировки (Table 1).

Molecular mechanisms in ENS development


Развитие ENS очень динамичный процесс, при котором миграция, пролиферация и дифференцировка ENCC происходят одновременно в разных местах вдоль кишечника. В то время как большинство клеток во фронте миграторной волны продолжает пролиферировать и проникать в регионы, лишенные ENCCs, те, которые позади фронта волны определяют самих себя и начинают дифференцироваться в нейроны или глию, хотя некоторые продолжают пролиферировать, чтобы заполнить промежутки, создавемые растущим кишечником. Некоторые сигнальные пути играют важную роль в координации этих процессов, а время и место их экспрессии является критическим.

Ret and EdnrB signaling: balancing cell proliferation and differentiation in the ENS


Glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF) экспрессируется в мезодерме эмбриональной кишки и активирует рецепторный комплекс на мигрирующих ENCCs. Этот комплекс состоит из трансмембранной рецепторной тирозин киназы, Ret, и корецептора, Gdnf family receptor a1 (GFRa1) [20]. Нулевые мутации Ret, Gdnf или GFRa1 ведут к аганглиозу тонкого и толстого кишечника [21-24], а гаплонедостаточность GDNF ведет к тяжелому гипоганглиозу [25] (Table 2). На ранних стадиях, передача сигналов Ret поддерживает жизнеспособность ENCCs, тогда как её потеря ведет к значительному апоптозу в передней кишке [26]. Ret также обладает сильной митогенной [27-31], и важной функцией для умножения пула ENCCs, так чтобы были достаточные их количества для колонизации всего ЖКТ. Пролиферативный эффект передачи сигналов Gdnf-Ret преобладает во время ранних стадий, когда ENCCs всё ещё мигрируют вдоль кишечника [27, 31], тогда как на поздних стадиях рахзвития Gdnf-Ret способствуют нейрональной дифференцировке [26-28]. GDNF также является мощным хемоаттрактивным фактором для ENCCs, экспрессирующимся на более высоком уровне в кишечной мезенхиме впереди фронта волны и, скорее всего, управляет им дистально внизу кишки [31-33]. Нейротрофный фактор близко родственный GDNF, neurturin, также активирует Ret рецепторы. Мутации этого гена у мышей приводят к гипоганглиозу, специфически затрагивая мышечно-энтерическое сплетение [34].

Table 2. Mouse models of intestinal aganglionosis and gut phenotypes in homozygous null and heterozygous mutants

Др. главный сигнальный путь в развитии ENS это endothelin-3 (ET3) – EDNRB. ET3 является пептидом в 21 аминокислоту, экспрессирующимся в мезодерме кишечника, тогда как его сцепленный с G protein рецептор, EDNRB, присутствует в ENCC. Целенаправленные мутации любого из генов у мышей или endothelin converting enzyme-1 (ECE-1), который выщепляет ET3 из его более крупного предшественника, ведут к аганглиозу дистальной части толстой кишки и к дефектам пигментации из-за дефицитных меланоцитов [35-37]. Первичная роль передачи сигналов EDNRB заключается в ингибировании дифференцировки ENCCs [28, 38, 39] и удерживании их в пролиферативном ссостоянии [30, 39], поддерживая тем самым пул недетерминированных предшественников. В то время как эти недифференцированные ENCCs могут продолжать мигрировать, но как только они дифференцируются в нейроны, они становятся пост-митотическими и неспособными мигрировать, что приводит к дистальному аоганглиозу, наблюдаемому у ET3 и EDNRB мутантных животных [40] (Table 2).
Критическим детерминантом нормального развития ENS является размер популяции ENCC, доступной для колонизации кишечника. Экспериментальное уменьшение размера vagal нервного гребня у птиц ведет к дистальному аганглиозу кишечника [41-43]. Установлено, что существует критическая плотность клеток по фронту волны, необходимая, чтобы сформировать клеточные потоки, чтобы управлять миграцией ENCC [44, 45]. Низкая плотность ENCC задерживает их скорость миграции, что может вызывать в клетках неспособность колонизировать дистальное окружение, которое изменяется к моменту их прибытия [46, 47], т.о. существует связь между количеством клеток, скоростью миграции и созреванием микроусловий. Пролиферация ENCC т.о., критически важна для управления их колонизации, как показывают эксперименты и математическое моделирование [48, 49]. Балансирование пролиферации и дифференцировки, следовательно, жизненно важно для развития ENS. В то время как ET3 и GDNF действуют синергично, чтобы усилить пролиферацию ENCC [30], они выполняют антогонистические роли в отношении дифференцировки и миграции ENCC, при этом ET3 ингибирует оба эти GDNF-обеспечиваемых процесса [28, 31, 38, 39]. Эта скоординированная активность важна, особенно в регионе слепой кишки, где экспрессия GDNF наиболее сильная на стадии прибытия сюда ENCCs [31, 33].

Additional signals involved in ENS formation


Гаплонедостаточность по Sox10, SRY-related HMG транскрипционному фактору, экспрессирующемуся в недифференцированных предшественниках ENCC, ведет к дистальному аганглиогенезу колона у мышей [50, 51]. Sox10 поддерживает жизнеспособность клеток предшественников ENCC, при этом их потеря ведет к апоптозу NCC до их прибытия в переднюю кишку [52]. Действуя совместно с EdnrB, чей энхансер содержит сайт связывания SOX10 [53], Sox10 также действует путем поддержания ENCCs в недифференцированном состоянии [54]. Подобно передаче сигналов ET3, Sox10, по-видимому, способствует поддержанию пула клеток предшественников для колонизации ENS. Sox10 участвует также в активации транскрипции Ret [55] и может влиять на развитие ENS посредством этого пути. Мыши, лишенные Phox2B, транскрипционного фактора, экспрессируемого клетками предшественниками ENCC [56], обнаруживают аганглиоз ниже желудка, как при фенотипе нокаута Ret (Table 2). Это может быть объяснено находкой, что Phox2B необходим для экспрессии Ret [56].
Миграция, жизнеспособность и пролиферация NCC базируются не только на сигнальных молекулах, действующих на их соотв. рецепторы, но и также на взаимодействиях между NCC и внеклеточным матриксом [57]. Лишенная ганглиев толстая кишка мутантных ET3 мышей, богата laminin, который способствует энтерическому нейрогенезу и может вносить вклад в преждевременную дифференцировку и дистальный аганглиоз у этой модели [58]. Изучение EDNRB мутантных мышей показало, что наблюдаемая задержка миграции ENCC приводит к тому, что ENCCs достигают колона ко времени, когда он становится непригодным (non-permissive), возможно из-за повышенной экспрессии laminin в более зрелой толстой кишке [46]. ENCC-специфическая делеция β1 integrin, который экспрессируется в ENCCs и необходим для их взаимодействия с внеклеточным матриксом, ведет к аномальной клеточной адгезии, задержке миграции и дистальному аганглиозу [59] (Table 2). Дефекты миграции возникают специфически в слепой кишке и проксимальной части задней кишки и, как полагают, обусловлены потребностью в β1 integrin-обеспечиваемых взаимодействиях между ENCCs с tenascin-C и fibronectin, оба экспрессируются на высоком уровне в слепой кишке мышей, когда туда прибывают ENCCs [60]. У птиц формирование ENS нуждается в присутствии эндотелиальных клеток, которые, по-видимому, используются ENCCs в качестве каркаса для осуществления миграции посредством β1 integrin-зависимого взаимодействия между ENCCs и базальной мембраной эндотелиальных клеток [61].
Недавно было установлено, что ретиноевая кислота необходима для развития ENS, подтверждая, что не генетический фактор может участвовать в патогенезе HSCR. Мыши, истощенные по витамину A обнаруживают 5колоректальны аганглиоз, обусловленный нарушениями образования ламмелиподий и уменьшением мигарции ENCC в ответ на GDNF [62].

Hirschsprung disease


HSCR and the challenge of colonizing the distal bowel


Почему дистальный конец толстой кишки особенно чувствителен к аганглиозу, как этол происходит при HSCR, не совсем ясно. Снижение дозы Ret на треть от нормального уровня ведет а аганглиозу толстой кишки [63]. Др. мышиные модели также обнаруживают аганглиоз, ограниченный колоректальной областью, включая мышей, экспрессирующих только аллель Ret51 [64], Sox10 гетерозигот [51], и целенаправленных мутации пути ET3-EdnrB [35, 36]. Поскольку большаыя часть колонизации ENS протекает ростро-каудально, то дистальный аганглиоз может просто отражать расстояние, необходимое для миграции ENCCs, чтобы достигнут конца кишечника. Принимая во внимание важность пролиферации ENCC для генерации адекватного пула клеток предшественников, чтобы заселить кишечник, то неадекватное количество клеток д. объяснять дистальный аганглиоз. Однако, кондиционное инактивирование Ret в позднем развитии, после завершения миграции ENS, ведет к гибели нейрональных клеток особенно в толстом кишечнике [63], подтверждая, что определенные аспекты развития ENCC могут быть уникальными для дистальной части кишечника и что дрю этиологии могут объяснять HSCR фенотип.

Genes involved in the development of HSCR disease


HSCR рассматривается как наследственное заболевание, которое может передаваться Менделевским способом, как доминантный, так и рецессивный признак. Большинство случаев, по-видимому, полигенны и мультифакториальны, при этом наблюдаются различия между полами с преобладанием S-HSCR (4:1) у самцов, неполной пенетрантностью и варьирующей экспрессией. АНаблюдаются ассоциации с большим количеством синдромов и врожденных аномалий [65]. Анализ сцепления в сложных HSCR семьях выявил, что ген RET gene, расположенный в 10q11.2, является основным фактором риска почти во всех семьях с HSCR, обнаруживающих сцепление с RET [66, 67]. Мутации кодирующей последовательности RET ответственны за доминантную форму HSCR (с неполной пенетрантностью) , а мутации кодирующих и сплайс сайтов coding были идентифицированы более чем в 50% семейных случаев и в 15–35% спорадических случаев [68]. Мутации разбросаны по всей кодирующей последовательности RET, включая крупные и микроделеции и разнообразные точковые мутации. RET мутации, ассоциированные с HSCR, как полагают, вызывают потерю функции (гапдлонедостаточность) [69-71]. Однако, мутации RET сами по себе могут не вызывать аганглиоза, поскольку пенетрантность RET мутаций (в целом) составляет 72% у самцов и 51% у самок. Помимо RET, мутации были обнаружены в 11 др. генах (Table 3). Мутации в этих генах, а именно, EDNRB [72], EDN3 [73, 74], ECE1 [75], GDNF [76, 77], NTN [78], SOX10 [79], PHOX2B [80], KIAA1279/KBP [81], ZFHX1B [82, 83], TTF-1 [84] и NRG1 [85], объясняют не более 20% случаев, подтверждая генетическую гетерогенность этого заболевания.

Table 3. Hirschsprung disease associated genes and their clinical features (modified from [99])

Genes involved in syndromic HSCR


Мутации многих из этих генов обнаруживаются в синдромных случаях HSCR (Table 3). Мутации в EDNRB, EDN3 и SOX10 выявлены у пациентов с синдромом Shah–Waardenburg (WS4), который характеризуется врожденной потерей слуха, пигментными аномалиями волос, кожи и глаз и HSCR болезнью [79, 86]. Мутации в PHOX2B идентифицированы у пациентов с congenital central hypoventilation syndrome (CCHS) и HSCR. CCHS является редким нарушением, характеризующимся нарушением автономного контроля споннанного дыхания в отсутствие др. легочных или сердечных болезней [80]. Сосуществование CCHS и HSCR известно как синдром Haddad. Мутации в ZFHX1B идентифицированы у пациентов с Mowat–Wilson синдромом, аутосомным доминантным нарушением, характеризующимся умственной отсталостью, эпилепсией, задержкой моторного развития и болезнью HSCR [82]. Мутации в KIAA1279 [теперь наз kinesin-binding protein (KBP)] идентифицированы у пациентов с синдромом Goldberg–Shprintzen, редким аутосомно рецессивным нарушением, характеризующимся HSCR, микроцефалией, умственной задержкой и polymicrogyria [81]. Мутация в ECE1 идентифицирована у одного пациентаa черепно-лицевыми и кардиальными дефектами [75]. Наконец, специфйические мутации RET были найдены у пациентов с HSCR в комбинации с раковым синдромом multiple endocrine neoplasia type 2A (MEN2A) или familial medullary thyroid carcinoma (FMTC) [87].
Помимо мутаций в этом гене наблюдались хромосомные аномалии в 12% всех случаев HSCR. Трисомия 21 (Down syndrome), которая возникает у 10% детей с HSCR, является наиболее частой, составляя более 90% от всех известных хромосомных дефектов, ассоциированных с этим заболеванием [65].

Non-coding RET variants


Как упоминалось выше, RET-кодирующие мутации были идентифицированы в 50% of семейных случаев. Однако, независимо от статуса RET-кодирующих мутаций, почти все семейные случаи сцеплены с локусом RET [66, 88]. Это указывает на то, что некодирующие мутации RET должны играть главную роль в остальных случаях. Эта идея изучалась в исследованиях ассоциаций спорадических (simplex) случаев с или без RET-кодирующих мутаций, осуществленной на нескольких популяциях белых и азиат. Эти исследования выявили строгую ассоциацию между определенном генотипом (покрывающим 27 kb от целого) и болезнью. Этот гаплотип начинается 4 kb выше точки старта транскрипции RET, и продолжается вплоть до начала экзона 2. Этот гаплотип присутствует у 56–62% пациентов, но только 20% в контрольных в популяциях белых (Caucasian). В популяции китайских пациентов этот гаплотип составляет 85%, и 40% в контроле. Эта находка может частично объяснить высокий показатель HSCR у азиат по сравнению с белыми. Несколько групп сфокусировались на их исследовании с помощью тонкого картирования ассоциированного региона, чтобы идентифицировать расположение причинного варианта [84, 89-96].

Susceptible HSCR loci


Исследователи активно ищут дополнительные локусы чувствительности, с или без ассоциации с мутациями RET. Исследования сцепления в составных HSCR семьях идентифицировали новый локус в 9q31 в семьях, сцепленных с RET, но без мутаций кодирующих регионов RET [88]. Sibpair анализ в ядерных семьях с S-HSCR выявил достоверную общность аллеля с маркерами в положении 10q11 (RET), и двумя новыми локусами 19q12 и на 3p21, соотв. [66]. Сканирование генома 43 Mennonite троек, все относящиеся к одной и той же крупной родословной, выявило три локуса, два из которых были известными локусами (13q22.3-q31.1, EDNRB; 10q11.21, RET) и один новый локус на 16q23.3 [97]. Изучение крупного с многими поколениями датского семейства с изолированным фенотипом HSCR привело к идентификации нового локуса чувствительности на 4q31-32 [98]. Наконец, изучение геномных ассоциаций на Китайских пациентах идентифицировало NRG1 в качестве локуса чувствительности к HSCR [85].

Genetic testing for HSCR – what and who to test?


Современное знание генетических основ HSCR продвинулось вперед, получив некоторую новую важную информацию. Наиболее существенным является тот факт, что небольшой процент (до 3%) не синдромных HSCR пациентов имеет RET мутацию, которая предрасполагает их не только к HSCR, но и также к раковому синдрому MEN2A или FMTC. Т.к. выявление такой RET мутации имеет важные клинические следствия для пациентов, поэтому его или её семье рекомендовано, чтобы все несиндромные HSCR пациенты подвергались скринингу на эти специфические мутации [87, 99]. Такое тестирование д. осуществляться в комбинации с генетическим консультированием. Генетическое консультирование рекомендовано также при всех синдромных случаях HSCR. В зависимости от фенотипа болезни д. быть решен вопрос о скрининге на специфические гены. Др. причиной молекулярного тестирования RET д. быть аккуратный подсчет риска повторного появления у родителей с несиндромным HSCR пациентом. Напр., обнаружение патогенной RET мутации в пробанда мальчика с L-HSCR и при исключении этой мутации у родителй может позволить снизить повторный риск с 13–17% до менее 1%, принимая во внимание теоретическую возможность мозаичность мутаций зародышевой линии у одно из родителей [100].

Future directions


Better understanding of, and therapies for, congenital diseases affecting the ENS After over two decades of intense investigations, our understanding of the developmental biology, genetics and etiology of HSCR has significantly advanced. However, the defining characteristics of a number of other enteric neuropathies are still lacking [101, 102]. This is partly due to the relatively rare incidence of these diseases, the lack of well defined neuropathological features, and the scarcity of animal models in which specific gut motility defects can be investigated. Future work may be directed towards: (i) identifying phenotype/genotype associations within well-defined patient groupings (which may require the establishment of international consortia to accumulate a ‘critical mass’ of patients and tissues for analysis); (ii) utilizing evolving genetic technologies to identify candidate genes for enteric neuropathies; (iii) using animal models including zebrafish and mice to investigate potential mechanisms underlying enteric neuropathies, including aberrant development of neuronal subtypes, inappropriate neuronal wiring and network formation, and (iv) developing novel therapies for congenital diseases affecting the ENS (Fig. 2).

Figure 2. Flow diagram showing potential experimental approaches for gaining insight to the molecular mechanisms underlying enteric neuropathies, and development of novel therapies for their treatment.

For this latter point, although gut motility disorders represent relatively rare but clinically challenging conditions with little in the way of definitive cures, a number of groups worldwide are currently focusing on the possibility of utilizing stem cells to replace or restore missing or defective ENS cells, particularly with therapy for HSCR in mind. Typical investigative approaches include isolation and propagation of stem cells from various sources (including the gut or CNS, as well as iPS and embryonic stem cells), transplantation of stem cells into mouse or other models of gut aganglionosis, and assessment of gut function following transplantation (for reviews see [103-106]). The next challenges in this field will be to progress from animal models to the isolation and characterization of stem cells from human sources, and move to ‘first in man’ studies whereby stem cell delivery methods, safety and efficacy can be assessed. With these steps in mind, advances in the understanding and treatment of ENS disorders will continue to advance at a rapid pace.

→ | K титульной странице | K оригиналам в pdf- и html-формате
Посещений: