VI Gøre Pylorus Sphincter
Undersøgelser af udviklingen af pylorus sphincter har koncentreret sig i høj grad på murine og aviær modeller. Musens mave udviser den typiske pattedyrs foregut-morfologi, hvor det parietalcelleholdige corpus er anterior til et slimudskillende antrum. I kyllingen er proventriculus imidlertid den forreste kirtelregion., En funktionelt unik muskuløs kråse danner den bageste mave, men den udtrykker mange af de samme genetiske markører som pattedyrantrummet.82-84 den pyloriske region i kyllingen har et unikt epitel, som adskiller sig fra den omgivende kråse eller tarmen. I musen er der imidlertid ingen bemærkelsesværdige morfologiske forskelle i epitelet, der adskiller antrum fra pylorus. På trods af disse åbenlyse variationer i GI-kanalmorfologi synes det genetiske netværk af pylorus og distal maveudvikling at være godt bevaret mellem de to arter.,82
en af de tidligste markører for det pyloriske område er NK .2-5. Ekspression af dette homeobo gene-gen observeres først i de bilaterale kondensationer af den splanchniske mesodermale plade ved E9.5.21 Ved E10.5, NK .2-5-ekspression afgrænser klart en ring af mesoderm lige distalt til maven på stedet for den fremtidige pylorus. Udtryk for Nkx2-5 i dette kryds mellem tarmen og maven er set på fugle, mus, voksne frøer og haletudser (på trods af det faktum, at haletudser har en dårligt afgrænset mave og ingen pylorus sphincter).,82 Selv om det domæne af Nkx2-5 farvning er lidt bredere i haletudser i forhold til voksne frøer (det er udvidet en smule fortil), det faktum, at denne markør er udtryk, selv i mangel af en pylorus sphincter, tyder på, at Nkx2-5 kan være at spille mønster roller, der er uafhængig af dets mulige rolle i udviklingen af sphincter per se. Da NK .2-5-null musembryoer dør meget tidligt af hjertefejl,skal 85-analyse af dens deltagelse i enten sfinktermorfogenese eller mønster generelt analyseres ved hjælp af en betinget tilgang.,
I chick, det Nkx2-5 udtryk, domæne er placeret i pylorus, og overlapninger med den domæne for Bmp-receptorer, Bmpr1b og Bmpr1a.83 Bmp4, en af de ligander til disse receptorer, er udelukket fra blære, kråsen, og pylorus, men der er udtrykt i de tilstødende tarm-mesoderm. Ektopisk ekspression af enten Bmp4 eller dets receptorer i kråsen udvider domænet for NK .2-5 e .pression83, mens ektopisk ekspression af noggin reducerer det.83,84 endvidere aktiverer overekspression af Bmp-receptorerne NK .2-5 på en autonom cellemåde., Ektopisk bmp4-udtryk ændrer også karakteren af GI EP .ardepitelet til at ligne den i den pyloriske region.84 interessant nok sker dette uden ændringer i ekspressionen af mavemarkører (so .2 og Bar .1), tarmmarkører (cd .a og NK .2.3) eller markører for hele regionen (PD .1). Disse tidlige undersøgelser antydede således, at Bmp4 (som er nedstrøms for Shh-signaler fra endoderm) er direkte ansvarlig for mønsteret af NK .2-5-ekspression ved pylorus, og at nk .2-5 igen kan aktivere signaler, der taler tilbage til epitelet for at bestemme dets karakter.,
ud over dets aktivering af NK .2-5 aktiverer BMP-vejaktiviteten også So .9-ekspression i det pyloriske mesenchym på en celle-autonom måde.83,86 interessant nok påvirker misekspression af NK .2-5 Ikke so .9-ekspression (og omvendt), hvilket antyder uafhængige veje til aktivering af hver af disse faktorer af BMP.,86,87 Chick blære, kråsen, endoderm kan konverteres til pylorus-type epitel af misexpression af dominerende-negative former for Nkx2-5 (enrepNkx2-5) eller Sox9 (Sox9DCter), selvom epithelial konvertering af enrepNkx2-5 på denne måde er ufuldstændig,83,87 tyder på, at Nkx2-5 er ikke tilstrækkeligt at angive pylorus regionen. Det er interessant, misexpression af Gremlin i blære, kråsen, mesoderm giver en lignende epithelial fænotype som Bmp4, Bmpr1b, Nkx2-5, eller Sox9 misexpression, hvilket tyder på, at Nkx2-5 og/eller Sox9 kan angive pylorus epitel indirekte gennem regulering af Gremlin udtryk.,87 til støtte for denne hypotese udvider eller reducerer misekspression af So .9 eller so .9dcter i maven mesoderm henholdsvis Gremlin-ekspression. Da NK .2-5 ikke regulerer so .9, og det regulatoriske forhold mellem NK .2-5 og Gremlin er uklart, forbliver mekanismen, hvormed NK .2-5 kontrollerer pylorisk epitelfænotype, uløst.
et Andet molekyle, der er kendt for at være vigtige for udviklingen af pylorus er Barx1, der er nævnt ovenfor som en homeobox domæne protein, der aktiveres i den her under Sox2 positive læsioner i Cdx2-null celler., I musen udtrykkes Bar .1 gennem mavemesenchymet i det tidlige embryo, men er fraværende fra maven hos nyfødte og voksne.26,33 I Barx1-null neonatale dyr (der skal genereres på en blandet baggrund for at overleve tidligere E12), Cdx2 udtryk er udvidet fortil, men en skarp anterior udtryk grænse for Cdx2 udtryk er stadig overholdes.26PD .1 udvides også, således at dens forreste grænse støder op til den pladeformede skovmave, som om corpus mangler eller afkortet., Pylorus sphincter er helt mangler i Barx1 null dyr, og som nævnt ovenfor, det har været en hypotese, at dette er på grund af øget Wnt signalering i maven efter induktion af Wnt-hæmmere Sfrp1 og Sfrp2.33
Barx1 er også nødvendig for morfogenese af milten, men i dette tilfælde, er dets rolle ikke indebærer antagonisme af Wnt signalering.26 snarere reducerer tab af Bar .1 expressiont1-ekspression i milten., Wt1 udtrykkes i mesothelium og milt mesenchym og dets tab, ligesom tabet af Bar .1, resulterer i en mindre milt, der ikke er godt adskilt fra bugspytkirtlen. I modsætning til situationen i Bap .1-null mus beskrevet ovenfor, resulterer denne fortsatte tilknytning til bugspytkirtlen hos Bar .1-null dyr ikke i metaplastiske vækster i bugspytkirtlen.,26 Da disse metaplastic læsioner kan være produceret i wild-type foreninger af milt og bugspytkirtel in vitro, er det ikke sandsynligt, at de bygger på nogle unikke aspekt af Bapx1-null fænotype og mere sandsynligt, at Barx1-null dyr, mangel på visse signaler, som tillader udviklingen af sådanne strukturer.
ligesom Bar .1 og NK .2-5 er Bap .1 (NK .2-3) en kritisk spiller i både milt og pylorisk morfogenese., Bapx1 er aktiveret, lidt senere end Barx1 og Nkx2-5 og i chick, det er første gang set i den venstre laterale mesoderm og senere i den formodning, blære, kråsen, hvor det bliver gradvist koncentreret støder op til pylorus.88 I chick embryoner, ektopiske Bapx1 udtryk hæmmer Bmp4 og Wnt5a udtryk i kirtelmave og konverterer kirtelmave epitel og her til blære, kråsen, som morfologi.,88 Det er derfor postuleret, at Bapx1 i blære, kråsen handlinger for at undertrykke Bmp4 og Wnt5a i denne region, og faktisk udtryk for en form for Bapx1, der er knyttet til engrailed repressor resultater i ektopisk aktivering af Bmp4 og Wnt5a i blære, kråsen. Delvis konvertering af proventriculus til kråse ses også, når en dominerende-negativ form for NK .2-5 udtrykkes i proventriculus, men bmp4 og expressionnt5a udtryk ændres ikke i dette tilfælde.83 desuden påvirker ektopisk Bap .1 ikke ekspressionen af NK .2-5, bar .1 eller PD .1, hvilket antyder, at det ikke er opstrøms for disse faktorer.,88
I mus, Bapx1 er udtrykt i antrum på E10.5, med en skarp forreste grænse ved krydset mellem antrum og corpus; senere, dens udtryk udvides til at omfatte det meste af maven, men udtryk er på et lavt niveau. Målrettet forstyrrelse af BAP .1 resulterer i tab af den pyloriske indsnævring (misdannelse af den pyloriske sfinkter) og forkortelse af antrummet,27, men forstyrrer ikke NK .2-5-ekspression., Verzi og kolleger undersøgt mus dobbelt nul for Bapx1 og Barx1 og fandt, at fænotype, der ligner den Barx1 null dyr; corpus del er mere afkortet i Barx1 null end i Bapx1 null dyr. Derudover, mens Barx1 udtryk var ikke forstyrres (eller eventuelt øget) i Bapx1−/− mus, Bapx1 udtryk var stærkt reduceret i Barx1 null dyr, der fastslår, at Barx1 er epistatic at Bapx1 i at udvikle antrum.27
homeobo. – transkriptionsfaktoren si .2 er også lokaliseret til den bageste mave. I musen udtrykkes si .2 fra E10.5 indtil E14.,5, Når dets ekspression er nedreguleret betydeligt, og dets ekspressionsdomæne er begrænset til et område, der bare er caudalt til pylorus.28si .2 udtrykkes også i den bageste mave af frø og kylling, hvilket indikerer, at det sandsynligvis vil være en nøglekomponent i Signalprogrammet for denne region.82si .2 mutanter udtrykker ektopisk Bmp4 ved pylorus; Således kan Si .2 være ansvarlig (måske sammen med Bap .1) for nedregulering af bmp4 i denne region., Derudover Six2 null dyr udviser reduktion (men ikke udryddelse) af udtryk for Nkx2-5, Sox9, og Grem1, udvidelse af Bmp4 domæne i det bageste mave mesoderm og et tab af pylorus konstriktion.28Six2, som Nkx2-5, er en af de tidligste markører af den formodede pylorus, som sådan, kan det være en vigtig driver af pylorus morfogenese, men præcist hvordan det links i dette udviklingsmæssige program er endnu ikke klart. Det er underligt, at fraværet af Si .2 i musen tillader ektopisk udtryk for Bmp4, men krymper domænet for NK .2-5 og So .9.,28 Dette er det modsatte af, hvad der ses i kyllingen, hvor ektopisk Bmp4 udvider domænet for begge gener. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at forstå disse forskellige svar. Figur 5 opsummerer de regulatoriske interaktioner, der karakteriserer udviklingen af pylorus.
Fig. 5. Forenklet resum.af genregulerende interaktioner, der karakteriserer udviklingen af det pyloriske mesenchym. Epitelgener er repræsenteret over linjen, mens mesenkymale gener er under linjen., Stjerner angiver faktorer, der har vist sig at være nødvendige for udviklingen af den pyloriske indsnævring. Se tekst for detaljer.