VI fabrication du Sphincter pylorique
Les études sur le développement du sphincter pylorique se sont concentrées en grande partie sur les modèles murins et aviaires. L’estomac de la souris présente la morphologie typique des foregut de mammifères dans laquelle le corps contenant des cellules pariétales est antérieur à un antre sécrétant du mucus. Chez le poussin, cependant, le proventriculus est la région glandulaire antérieure., Un gésier musculaire fonctionnellement unique forme l’estomac postérieur, mais il exprime plusieurs des mêmes marqueurs génétiques que l’Antre des mammifères.82-84 la région pylorique chez le poussin a un épithélium unique, qui diffère de celui du gésier environnant ou de l’intestin. Cependant, chez la souris, il n’y a pas de différences morphologiques notables dans l’épithélium qui séparent l’antre du pylore. Malgré ces variations évidentes de la morphologie des voies gastro-intestinales, le réseau génétique du pylore et du développement de l’estomac distal semble bien conservé entre les deux espèces.,82
L’un des premiers marqueurs du territoire pylorique est Nkx2-5. L’Expression de ce gène homéobox est d’abord observée dans les condensations bilatérales de la plaque mésodermique splanchnique à E9.5.21 par E10.5, L’expression Nkx2-5 délimite clairement un anneau de mésoderme juste distal à l’estomac, au site du futur pylore. L’Expression de Nkx2 – 5 à cette jonction entre l’intestin et l’estomac est observée chez les oiseaux, les souris, les grenouilles adultes et les têtards (malgré le fait que les têtards ont un estomac mal délimité et aucun sphincter pylorique).,82 bien que le domaine de la coloration Nkx2-5 soit légèrement plus large chez les têtards que chez les grenouilles adultes (il est légèrement élargi vers l’avant), le fait que ce marqueur soit exprimé, même en l’absence de sphincter pylorique, suggère que Nkx2-5 pourrait jouer un rôle modelant indépendant de son rôle possible dans le développement du sphincter en soi. Étant donné que les embryons de souris Nkx2-5-null meurent très tôt de malformations cardiaques,85 l’analyse de sa participation à la morphogenèse du sphincter ou au modelage en général devra être analysée en utilisant une approche conditionnelle.,
chez le poussin, le domaine D’expression Nkx2-5 est situé au niveau du pylore et chevauche le domaine des récepteurs Bmp, Bmpr1b et Bmpr1a.83 Bmp4, l’un des ligands de ces récepteurs, est exclu du gésier et du pylore, mais exprimé dans le mésoderme intestinal adjacent. L’expression ectopique de Bmp4 ou de ses récepteurs dans le gésier élargit le domaine de L’expression Nkx2-583 tandis que l’expression ectopique de noggin la réduit.83,84 en outre, la surexpression des récepteurs Bmp active Nkx2 – 5 de manière autonome cellulaire., L’expression ectopique de Bmp4 modifie également le caractère de l’épithélium du gésier pour ressembler à celui de la région pylorique.84 fait intéressant, cela se produit sans modification de l’expression des marqueurs de l’estomac (Sox2 et Barx1), des marqueurs intestinaux (CdxA et Nkx2.3) ou des marqueurs de toute la région (Pdx1). Ainsi, ces premières études ont suggéré que Bmp4 (qui est en aval des signaux Shh de l’endoderme) est directement responsable du modèle D’expression de Nkx2-5 au niveau du pylore et que Nkx2-5 peut à son tour activer des signaux qui renvoient à l’épithélium pour déterminer son caractère.,
en plus de son activation de Nkx2-5, L’activité de la voie BMP active également L’expression de Sox9 dans le mésenchyme pylorique de manière autonome cellulaire.83,86 fait intéressant, une mauvaise expression de Nkx2 – 5 n’affecte pas L’expression de Sox9 (et vice versa), suggérant des voies indépendantes pour l’activation de chacun de ces facteurs par BMP.,86,87 l’endoderme du gésier de poussin peut être converti en épithélium de type pylorique par une expression erronée des formes dominantes négatives de Nkx2-5 (enrepNkx2-5) ou Sox9 (Sox9DCter), bien que la conversion épithéliale par enrepNkx2-5 de cette manière soit incomplète,83,87 suggérant que Nkx2-5 n’est pas suffisante pour spécifier la région pylorique. Fait intéressant, une mauvaise expression de la Gremlin dans le mésoderme du gésier donne un phénotype épithélial similaire à celui de Bmp4, Bmpr1b, Nkx2-5 ou Sox9, suggérant que Nkx2-5 et/ou Sox9 peuvent spécifier indirectement l’épithélium pylorique par régulation de l’expression de la Gremlin.,87 à l’appui de cette hypothèse, une mauvaise expression de Sox9 ou de Sox9DCter dans le mésoderme de l’estomac dilate ou réduit l’expression de la Gremline, respectivement. Puisque Nkx2 – 5 ne régule pas Sox9 et que la relation de régulation entre Nkx2-5 et Gremlin n’est pas claire, le mécanisme par lequel Nkx2-5 contrôle le phénotype épithélial pylorique reste non résolu.
Une autre molécule connue pour être importante pour le développement du pylore est Barx1, mentionnée ci-dessus comme une protéine du domaine homeobox qui est activée dans le mésenchyme sous les lésions positives Sox2 dans les cellules Cdx2-null., Chez la souris, Barx1 est exprimé dans tout le mésenchyme gastrique de l’embryon précoce, mais est absent de l’estomac chez le nouveau-né et l’adulte.26,33 chez les animaux néonatals Barx1-null (qui doivent être générés sur un fond mixte pour survivre après E12), L’expression de Cdx2 est étendue antérieurement, bien qu’une limite d’expression antérieure nette de L’expression de Cdx2 soit toujours observée.26Pdx1 est également élargi, de sorte que sa limite antérieure bute sur le forestomac squameux, comme si le corpus était manquant ou tronqué., Le sphincter pylorique est totalement absent chez les animaux Barx1 null, et comme discuté ci-dessus, on a émis l’hypothèse que cela est dû à une augmentation de la signalisation Wnt dans l’estomac suite à l’induction des inhibiteurs Wnt Sfrp1 et Sfrp2.33
Barx1 est également nécessaire pour la morphogenèse de la rate, mais dans ce cas, son rôle n’implique pas l’antagonisme de la signalisation Wnt.26 au contraire, la perte de Barx1 réduit L’expression de Wt1 dans la rate., Wt1 est exprimé dans le mésothélium et le mésenchyme de la rate et sa perte, comme la perte de Barx1, entraîne une Rate plus petite qui n’est pas bien séparée du pancréas. Cependant, contrairement à la situation chez les souris Bapx1-null décrite ci-dessus, cette association continue avec le pancréas chez les animaux Barx1-null n’entraîne pas d’excroissances métaplasiques dans le pancréas.,26 étant donné que ces lésions métaplasiques peuvent être produites dans des associations de type sauvage de RATE et de pancréas in vitro, il semble peu probable qu’elles reposent sur un aspect unique du phénotype Bapx1-null et plus probable que les animaux Barx1-null manquent de certains signaux permettant le développement de telles structures.
comme Barx1 et Nkx2-5, Bapx1 (Nkx2-3) est un acteur essentiel de la morphogenèse splénique et pylorique., Bapx1 est activé un peu plus tard que Barx1 et Nkx2-5 et chez le poussin, il est d’abord observé dans le mésoderme latéral gauche et plus tard dans le gésier présomptif où il devient progressivement concentré à côté du pylore.88 chez les embryons de poussins, L’expression ectopique de Bapx1 inhibe L’expression de Bmp4 et Wnt5a dans le proventriculus et convertit l’épithélium et le mésenchyme du proventriculus en une morphologie semblable à un gésier.,88 Il est donc postulé que Bapx1 dans le gésier agit pour supprimer Bmp4 et Wnt5a dans cette région et en effet, l’expression d’une forme de Bapx1 qui est liée au répresseur engrailed entraîne une activation ectopique de Bmp4 et Wnt5a dans le gésier. Une conversion partielle du proventriculus en gésier est également observée lorsqu’une forme dominante-négative de Nkx2-5 est exprimée dans le proventriculus, mais L’expression de Bmp4 et de Wnt5a n’est pas modifiée dans ce cas.83 de plus, Bapx1 ectopique n’affecte pas L’expression de Nkx2-5, Barx1 ou Pdx1, ce qui suggère qu’il n’est pas en amont de ces facteurs.,88
chez la souris, Bapx1 est exprimé dans L’antre à E10, 5, avec une bordure antérieure nette à la jonction entre l’antre et le corpus; plus tard, son expression s’étend pour inclure la majeure partie de l’estomac, bien que l’expression soit à un niveau bas. Une perturbation ciblée de Bapx1 entraîne une perte de la constriction pylorique (malformation du sphincter pylorique) et un raccourcissement de l’antrum27,mais ne perturbe pas L’expression de Nkx2-5., Verzi et ses collègues ont étudié des souris doublement nulles pour Bapx1 et Barx1 et ont constaté que le phénotype ressemble à celui de L’animal Barx1 null; la partie du corpus est plus tronquée chez Barx1 null que chez Bapx1 null. De plus, alors que L’expression de Barx1 n’était pas perturbée (ou peut− être augmentée) chez les souris Bapx1−/ -, L’expression de Bapx1 était considérablement réduite chez les animaux Barx1 nuls, établissant que Barx1 est épistatique à Bapx1 dans l’antre en développement.27
le facteur de transcription homeobox Six2 est également localisé à l’estomac postérieur. Chez la souris, Six2 est exprimé de E10, 5 jusqu’à E14.,5, lorsque son expression est considérablement réduite et que son domaine d’expression est limité à une région juste caudale au pylore.28Six2 est également exprimé dans l’estomac postérieur de la grenouille et du poussin, ce qui indique qu’il est susceptible d’être un élément clé du programme de signalisation pour cette région.Les mutants 82six2 expriment ectopiquement Bmp4 au pylore; ainsi, Six2 peut être responsable (peut-être avec Bapx1) de la régulation à la baisse de Bmp4 dans cette région., De plus, les SIX2 animaux nuls présentent une réduction (mais pas une extinction) de L’expression de Nkx2-5, Sox9 et Grem1, une expansion du domaine Bmp4 dans le mésoderme postérieur de l’estomac et une perte de la constriction pylorique.28Six2, comme Nkx2-5, est l’un des premiers marqueurs du pylore présomptif; en tant que tel, il peut être un moteur important de la morphogenèse pylorique, mais la manière précise dont il se lie à ce programme de développement n’est pas encore claire. Il est curieux que chez la souris, L’absence de Six2 permette l’expression ectopique de Bmp4, mais rétrécit le domaine de Nkx2-5 et Sox9.,28 C’est le contraire de ce qui est vu chez le poussin, où Bmp4 ectopique étend le domaine des deux gènes. Des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre ces différentes réponses. La Figure 5 résume les interactions régulatrices qui caractérisent le développement du pylore.
Fig. 5. Résumé simplifié des interactions de régulation génique qui caractérisent le développement du mésenchyme pylorique. Les gènes épithéliaux sont représentés au-dessus de la ligne, tandis que les gènes mésenchymateux sont en dessous de la ligne., Les astérisques indiquent des facteurs qui se sont avérés nécessaires au développement de la constriction pylorique. Voir le texte pour plus de détails.