VI Výrobu Pylorický Svěrač
Studie rozvoje pylorický svěrač se soustředili především na myších a ptačí modely. Žaludek myši vykazuje typickou morfologii savců, ve které je korpus obsahující parietální buňky před antrum vylučujícím hlen. U kuřat je však proventriculus přední žlázovou oblastí., Funkčně jedinečný svalový gizzard tvoří zadní žaludek, ale vyjadřuje mnoho stejných genetických markerů jako antrum savců.82-84 pylorická oblast u kuřat má jedinečný epitel, který se liší od okolního gizzardu nebo střeva. U myši však neexistují žádné významné morfologické rozdíly v epitelu, které oddělují antrum od pyloru. Navzdory těmto zřejmým odchylkám v morfologii GI traktu se zdá, že genetická síť vývoje pyloru a distálního žaludku je mezi těmito dvěma druhy dobře zachována.,82
jedním z prvních markerů pylorického území je Nkx2-5. Exprese tohoto genu homeoboxu je poprvé pozorována v bilaterálních kondenzacích splanchnické mezodermální desky na E9.5.21 podle E10.5, exprese Nkx2-5 jasně vymezuje kruh mezodermu jen distální k žaludku, v místě budoucího pyloru. Exprese Nkx2-5 na této křižovatce mezi střevem a žaludkem je vidět u ptáků, myší, dospělých žab a pulců (navzdory skutečnosti, že pulci mají špatně vymezený žaludek a žádný pylorický svěrač).,82 i Když doménou Nkx2-5 barvení je mírně širší v pulce oproti dospělé žáby (to je rozšířená mírně anteriorně), skutečnost, že tento ukazatel je vyjádřen, a to i v nepřítomnosti pylorický svěrač, naznačuje, že Nkx2-5 může být hraní vzorování role nezávislá na jeho možné roli v rozvoji svěrače per se. Vzhledem k tomu,že embrya myší nkx2-5-null umírají velmi brzy na srdeční vady, bude třeba pomocí podmíněného přístupu analyzovat 85 analýz jeho účasti na morfogenezi svěrače nebo vzorování obecně.,
V kočku, Nkx2-5 výraz domény je umístěn v pyloru a překrývá s doménou na Bmp receptory, Bmpr1b a Bmpr1a.83 Bmp4, jeden z ligandů pro tyto receptory, je vyloučen z žaludku a pyloru, ale vyjádřil v přilehlých střevní mesoderm. Ektopické exprese buď Bmp4 nebo jeho receptory v žaludku rozšiřuje doménu Nkx2-5 expression83 při ektopické expresi hlavy snižuje.83,84 nadměrná exprese receptorů Bmp dále aktivuje nkx2-5 buněčným autonomním způsobem., Mimoděložní exprese Bmp4 také mění charakter gizzardového epitelu tak, aby se podobal charakteru pylorické oblasti.84 je zajímavé, že k tomu dochází bez změn ve vyjádření markerů žaludku (Sox2 a Barx1), střevních markerů (CdxA a Nkx2.3) nebo markerů celé oblasti (Pdx1). Tak, tyto studie naznačují, že Bmp4 (což je následný Shh signály z endodermu) je přímo odpovědný za vzor Nkx2-5 vyjádření v pyloru a že Nkx2-5. května zase aktivovat signály, že mluvit zpět k epitelu určit jeho charakter.,
kromě aktivace nkx2-5 aktivuje aktivita dráhy BMP také expresi Sox9 v pylorickém mezenchymu buněčně autonomním způsobem.83,86 zajímavé je, že nesprávná exprese Nkx2 – 5 neovlivňuje expresi Sox9 (a naopak), což naznačuje nezávislé cesty pro aktivaci každého z těchto faktorů BMP.,86,87 Holka žaludek endoderm mohou být převedeny do pyloru-typ epitelu tím, že misexpression dominantní negativní formy Nkx2-5 (enrepNkx2-5) nebo Sox9 (Sox9DCter), i když epiteliální přeměny podle enrepNkx2-5 tímto způsobem je neúplné,83,87, což naznačuje, že Nkx2-5 není dostačující k určení pyloru regionu. Je zajímavé, že nesprávná exprese Gremlinu v mezodermu gizzard poskytuje podobný epiteliální fenotyp jako Bmp4, Bmpr1b, Nkx2-5 nebo sox9 misexprese, což naznačuje, že nkx2-5 a/nebo Sox9 mohou nepřímo specifikovat pylorický epitel regulací gremlinovy exprese.,87 na podporu této hypotézy se misexprese Sox9 nebo Sox9DCter v mezodermu žaludku rozšiřuje nebo snižuje expresi Gremlin. Od Nkx2-5 neupravuje Sox9 a regulační vztah mezi Nkx2-5 a Gremlin je nejasné, mechanismus, který Nkx2-5 kontrol pyloru epiteliální fenotyp zůstává nevyřešena.
další molekula, o které je známo, že je důležitá pro vývoj pyloru, je Barx1, zmíněný výše jako protein domény homeobox, který je aktivován v mesenchymu pod pozitivními lézemi Sox2 v buňkách cdx2-null., U myši je Barx1 vyjádřen v celém žaludku mezenchymu časného embrya,ale chybí v žaludku u novorozence a dospělého.26,33 V Barx1-null novorozených zvířat (které musí být generovány na smíšené pozadí přežít minulosti E12), Cdx2 výraz se rozšiřuje anteriorně, i když ostré přední vyjádření hranice exprese Cdx2 je ještě pozorován.26pdx1 je také rozšířen tak, že jeho přední hranice dosedá na dlaždicový les, jako by korpus chyběl nebo byl zkrácen., Pylorický svěrač zcela chybí u zvířat barx1 null a jak bylo popsáno výše, předpokládalo se, že je to způsobeno zvýšenou signalizací Wnt v žaludku po indukci inhibitorů Wnt Sfrp1 a Sfrp2.33
Barx1 je také nutný pro morfogenezi sleziny, ale v tomto případě jeho role nezahrnuje antagonismus signalizace Wnt.26 spíše ztráta Barx1 snižuje expresi Wt1 ve slezině., Wt1 je vyjádřena v mesenchymu mezotelu a sleziny a jeho ztráta, stejně jako ztráta Barx1, vede k menší slezině, která není dobře oddělena od pankreatu. Nicméně, na rozdíl od situace u myší Bapx1-null popsaných výše, toto pokračující spojení s pankreasem u zvířat Barx1-null nevede k metaplastickým výrůstkům v pankreatu.,26 Jelikož tyto metaplastické léze mohou být vyrobeny ve wild-type sdružení sleziny a slinivky břišní in vitro se zdá nepravděpodobné, že oni se spoléhají na nějaký jedinečný aspekt Bapx1-null fenotyp a více pravděpodobné, že Barx1-null zvířata nemají určité signály, které umožňují rozvoj těchto struktur.
jako Barx1 a Nkx2-5, Bapx1 (Nkx2-3) je kritickým hráčem v morfogenezi sleziny i pyloru., Bapx1 je aktivován o něco později než Barx1 a Nkx2 – 5 a u kuřat je nejprve vidět v levém bočním mezodermu a později v předpokládaném gizzardu, kde se postupně koncentruje vedle pyloru.88 u embryí kuřat ektopická exprese Bapx1 inhibuje expresi Bmp4 a Wnt5a v proventriculus a převádí proventriculus epitel a mesenchym na gizzardovou morfologii.,88 předpokládá se tedy, že Bapx1 v gizzardu působí na potlačení Bmp4 a Wnt5a v této oblasti a skutečně, vyjádření formy Bapx1, která je spojena s vyrytým represorem, má za následek ektopickou aktivaci Bmp4 a Wnt5a v gizzardu. Částečná konverze proventriculu na gizzarda je také vidět, když je v proventriculu vyjádřena dominantní-negativní forma Nkx2-5, ale v tomto případě se výraz Bmp4 a Wnt5a nemění.83 mimoděložní bapx1 navíc neovlivňuje výraz Nkx2-5, Barx1 nebo Pdx1, což naznačuje, že není proti těmto faktorům.,88
V myši, Bapx1 je vyjádřena v antra na E10.5, s ostrou přední hranice na křižovatce mezi antra a corpus; později, jeho výraz se rozšiřuje a zahrnuje většinu žaludek, i když projev je na nízké úrovni. Cílené narušení Bapx1 má za následek ztrátu pylorického zúžení (malformace pylorického svěrače) a zkrácení antra,27, ale nenarušuje expresi Nkx2-5., Verzi a kolegové zkoumali myši dvojnásobně null pro Bapx1 a Barx1 a zjistili, že fenotyp se podobá fenotypu zvířete barx1 null; část korpusu je v barx1 null zkrácena než u zvířat bapx1 null. Kromě toho, zatímco barx1 výraz nebyl rušen (nebo možná zvýšena) u bapx1−/− myší, bapx1 výraz byl výrazně snížen u barx1 null zvířat, zjištění, že Barx1 je epistatický Bapx1 ve vývoji antrum.27
faktor transkripce homeoboxu Six2 je také lokalizován do zadního žaludku. U myši je šest2 vyjádřeno od E10.5 do E14.,5, když je jeho výraz významně snížen a jeho doména exprese je omezena na oblast jen kaudální k pyloru.28Six2 je také vyjádřen v zadním žaludku žáby a kuřat, což naznačuje, že je pravděpodobné, že bude klíčovou součástí signalizačního programu pro tuto oblast.82six2 mutanty ektopicky exprimují Bmp4 na pyloru; tak, Six2 může být zodpovědný (možná spolu s Bapx1) za downregulaci Bmp4 v této oblasti., Navíc, Six2 null zvířata vykazují snížení (ale ne zánik) exprese Nkx2-5, Sox9, a Grem1, rozšíření Bmp4 domény do zadní žaludku mesoderm a ztráty zúžení pyloru.28Six2, stejně jako Nkx2-5, je jedním z prvních markerů předpokládaného pyloru; jako takový může být důležitým hybatelem pylorické morfogeneze, ale přesně to, jak se spojuje s tímto vývojovým programem, není dosud jasné. Je zvláštní, že u myši absence Six2 umožňuje mimoděložní expresi Bmp4, ale zmenšuje doménu Nkx2-5 a Sox9.,28 to je opak toho, co je vidět u kuřat, kde mimoděložní Bmp4 rozšiřuje doménu obou genů. K pochopení těchto různých odpovědí jsou zapotřebí další studie. Obrázek 5 shrnuje regulační interakce, které charakterizují vývoj pyloru.
Obr. 5. Zjednodušené shrnutí genových regulačních interakcí, které charakterizují vývoj pylorického mezenchymu. Epiteliální geny jsou zastoupeny nad čárou, zatímco mezenchymální geny jsou pod čárou., Hvězdičky označují faktory, které se ukázaly jako nezbytné pro vývoj pylorického zúžení. Podrobnosti viz text.