VI Face Sfincterului Piloric
Studii de dezvoltare a sfincterului piloric-au concentrat în mare măsură pe murin și aviare modele. Stomacul mouse-ului prezintă morfologia foregut tipică a mamiferelor, în care corpul care conține celule parietale este anterior unui antrum care secretă mucus. La pui, totuși, proventriculul este regiunea glandulară anterioară., O pipotă musculară unică din punct de vedere funcțional formează stomacul posterior, dar exprimă mulți dintre aceiași markeri genetici ca antrumul mamifer.82-84 Regiunea pilorică din pui are un epiteliu unic, care diferă de cel al gizzardului din jur sau al intestinului. Cu toate acestea, la șoarece, nu există diferențe morfologice notabile în epiteliul care separă antrumul de pilor. În ciuda acestor variații evidente în morfologia tractului GI, rețeaua genetică a dezvoltării pilorului și a stomacului distal pare să fie bine conservată între cele două specii.,82
unul dintre cei mai vechi markeri ai teritoriului piloric este Nkx2-5. Expresia acestei gene homeobox este prima observate în bilaterală condensări de splanchnic mesodermal placa la E9.5.21 De E10.5, Nkx2-5 expresiei delimitează în mod clar un inel de mesoderm doar distală a stomacului, de la site-ul de viitor pilor. Expresie a Nkx2-5 la această joncțiune între intestin și stomac este văzut în păsări, șoareci, broaște adulte, și mormoloci (în ciuda faptului că mormolocii au un slab delimitate stomac și nu sfincterului piloric).,82 domeniul de Nkx2-5 colorare este ușor mai mare în mormoloci, comparativ cu broaște adulte (este extins ușor anterior), faptul că acest marker este exprimat, chiar și în absența unei sfincterului piloric, sugerează că Nkx2-5 poate fi jucat structurare roluri independent de posibilul rol în dezvoltarea sfincterului per se. Deoarece embrionii de șoarece Nkx2-5-null mor foarte devreme de defecte cardiace,analiza 85 a participării sale fie la morfogeneza sfincterului, fie la modelarea în general va trebui analizată folosind o abordare condiționată.,
În pui, Nkx2-5 expresie domeniu este situat la pilor și se suprapune cu domeniul pentru Bmp receptori, Bmpr1b și Bmpr1a.83 Bmp4, unul dintre liganzi pentru acești receptori, este exclus din pipota și pilor, dar și-a exprimat în adiacente intestinale mesoderm. Expresia ectopică a Bmp4 sau a receptorilor săi în pipotă lărgește domeniul expresiei Nkx2-583, în timp ce expresia ectopică a noggin o reduce.83,84 în plus, supraexpresia receptorilor Bmp activează nkx2-5 într-o manieră autonomă celulară., Expresia ectopică Bmp4 schimbă, de asemenea, caracterul epiteliului pipotă să semene cu cea a regiunii pilorice.84 Interesant, acest lucru se întâmplă fără modificări în expresia de stomac markeri (Sox2 și Barx1), intestinale markeri (CdxA și Nkx2.3), sau markeri de întreaga regiune (Pdx1). Astfel, aceste studii au sugerat că Bmp4 (care este în aval de Shh semnale din endoderm) este direct responsabil pentru modelul de Nkx2-5 expresie la pilor și că Nkx2-5 mai, la rândul său activează semnale care vorbesc înapoi la epiteliul pentru a determina caracterul său.,pe lângă activarea Nkx2-5, activitatea căii BMP activează și expresia Sox9 în mezenchimul piloric într-o manieră autonomă celulară.83,86 Interesant, misexpression de Nkx2-5 nu afectează Sox9 expresie (și invers), ceea ce sugerează independente de căile de activare de fiecare dintre acești factori de BMP.,86,87 Pui pipotă endoderm pot fi convertite la pilorică-tip de epiteliu de misexpression de dominant-negative forme de Nkx2-5 (enrepNkx2-5) sau Sox9 (Sox9DCter), deși epiteliale de conversie de enrepNkx2-5 în acest mod este incompletă,83,87, sugerând că Nkx2-5 nu este suficientă pentru a specifica regiunea pilorică. Interesant, misexpression de Gremlin, în pipota mesoderm un randament similar epiteliale fenotip ca Bmp4, Bmpr1b, Nkx2-5, sau Sox9 misexpression, sugerând că Nkx2-5 și/sau Sox9 poate specifica pilorică epiteliului indirect, prin regulamentul de Gremlin exprimare.,87 În sprijinul acestei ipoteze, misexpression de Sox9 sau Sox9DCter în stomac mezoderm se extinde sau reduce Gremlin exprimare, respectiv. Deoarece Nkx2-5 nu reglementează Sox9 și de reglementare relația dintre Nkx2-5 și Gremlin este clar, mecanismul prin care Nkx2-5 controale pilorică epiteliale fenotip rămâne nerezolvată.
o Altă moleculă cunoscut a fi importante pentru dezvoltarea de pilor este Barx1, menționate mai sus ca un homeobox domeniu de proteine, care este activat în mesenchyme sub Sox2 pozitiv leziuni în 2-nul celule., La șoarece, Barx1 este exprimat în mezenchimul stomacului embrionului timpuriu, dar este absent din stomac la nou-născut și adult.26,33 În Barx1-nul neonatale la animale (care trebuie să fie generate pe un fundal mixte, pentru a supraviețui trecut E12), 2 expresia este extins anterior, deși un obiect ascuțit anterior expresie limita de 2 expresia este încă observate.26pdx1 este, de asemenea, extins, astfel încât limita sa anterioară se învecinează cu forestomacul scuamos, ca și cum corpul lipsește sau trunchiat., Sfincterul piloric lipsește cu desăvârșire în Barx1 null animale, și așa cum sa discutat mai sus, s-a emis ipoteza că acest lucru se datorează creșterea Wnt de semnalizare în stomac ca urmare a inducerii de Wnt inhibitori Sfrp1 și Sfrp2.33
Barx1 este, de asemenea, necesare pentru morfogeneza a splinei, dar în acest caz, rolul său nu implică antagonismului dintre Wnt de semnalizare.26 mai degrabă, pierderea Barx1 reduce expresia Wt1 în splină., Wt1 este exprimat în mezoteliul și mezenchimul splinei, iar pierderea sa, ca și pierderea Barx1, are ca rezultat o splină mai mică care nu este bine separată de pancreas. Cu toate acestea, spre deosebire de situația la șoarecii Bapx1-null descrisă mai sus, această asociere continuă cu pancreasul la animalele Barx1-null nu are ca rezultat creșteri metaplastice în pancreas.,26 Din aceste metaplastice leziuni pot fi produse în tip sălbatic asociații ale splinei si pancreasului in vitro, se pare puțin probabil ca acestea să se bazeze pe un unic aspect al Bapx1-nul fenotip și mai probabil că Barx1-nul animale lipsa unor semnale care permit dezvoltarea unor astfel de structuri.
Ca Barx1 și Nkx2-5, Bapx1 (Nkx2-3) este un jucător important în ambele splenică și pilorică morfogeneza., Bapx1 este activat puțin mai târziu decât Barx1 și Nkx2-5 și în pui, este văzut în primul rând în partea laterală stângă a mesoderm și mai târziu, în prezumtiv pipota în cazul în care devine progresiv concentrat adiacente la pilor.88 În embrioni de pui, sarcina ectopica Bapx1 expresie inhibă Bmp4 și Wnt5a exprimare în proventricul și convertește proventricul epiteliului și mesenchyme la pipota-ca morfologie.,88 prin urmare, este postulat că Bapx1 în pipota acte pentru a suprima Bmp4 și Wnt5a în această regiune și, într-adevăr, expresia de o formă de Bapx1 care este legat la engrailed represor rezultate în ectopice activarea Bmp4 și Wnt5a în gât. Conversie parțială de proventricul la pipota este, de asemenea, observate atunci când un dominant-negative formă de Nkx2-5 este exprimat în proventricul, dar Bmp4 și Wnt5a exprimare nu sunt modificate în acest caz.83 în Plus, sarcina ectopica Bapx1 nu afectează expresia Nkx2-5, Barx1, sau Pdx1, sugerând că nu este în amonte de acești factori.,88
In, mouse-ul, Bapx1 este exprimat în antrum la E10.5, cu un ascuțit anterior de frontieră, la intersecția între antru și corpus; mai târziu, expresia ei se extinde pentru a include cele mai multe dintre stomac, deși expresia este la un nivel scăzut. Perturbarea vizate de Bapx1 duce la pierderea de constricția pilorică (malformație a sfincterului piloric) și scurtarea antrului,27 dar nu perturba Nkx2-5 expresie., Verzi și colegii investigate șoareci de două ori null pentru Bapx1 și Barx1 și a constatat că fenotipul seamănă cu cea a Barx1 nul animal; corpus parte este mai mult trunchiat în Barx1 null decât în Bapx1 null animale. În plus, în timp ce Barx1 exprimare nu a fost perturbat (sau, eventual, a crescut) în Bapx1−/− soareci, Bapx1 exprimare a fost redus foarte mult în Barx1 null animale, stabilind că Barx1 este epistatic să Bapx1 în curs de dezvoltare antrului.27
factorul de transcriere homeobox Six2 este, de asemenea, localizat în stomacul posterior. La șoarece, Six2 este exprimat de la E10.5 până la E14.,5, când expresia sa este reglată în mod semnificativ și domeniul său de exprimare este limitat la o regiune doar caudală la pilor.28six2 este, de asemenea, exprimat în stomacul posterior al broaștei și puiului, indicând faptul că este probabil să fie o componentă cheie a programului de semnalizare pentru această regiune.82Six2 mutanți ectopically express Bmp4 la pilor; astfel, Six2 poate fi responsabil (probabil împreună cu Bapx1) pentru downregulation de Bmp4 în această regiune., În plus, Six2 null animalele prezintă reducere (dar nu de dispariție) din expresia de Nkx2-5, Sox9, și Grem1, extinderea Bmp4 domeniu în posterior de stomac mesoderm și o pierdere de constricția pilorică.28Six2, ca Nkx2-5, este una dintre cele mai vechi markeri de prezumtiv pilor; ca atare, poate fi un factor important de pilorică morfogeneza, dar exact cum se leagă în acest program de dezvoltare nu este încă clar. Este curios faptul că în mouse-ul, lipsa de Six2 permite ectopice expresie a Bmp4, dar se micșorează domeniul de Nkx2-5 și Sox9.,28 acesta este opusul a ceea ce se vede la pui, unde Bmp4 ectopic extinde domeniul ambelor gene. Sunt necesare studii suplimentare pentru a înțelege aceste răspunsuri diferite. Figura 5 rezumă interacțiunile de reglementare care caracterizează dezvoltarea pilorului.
Fig. 5. Rezumat simplificat al interacțiunilor de reglementare a genelor care caracterizează dezvoltarea mezenchimului piloric. Genele epiteliale sunt reprezentate deasupra liniei, în timp ce genele mezenchimale sunt sub linie., Asteriscurile indică factori care s-au dovedit a fi necesari pentru dezvoltarea constricției pilorice. Consultați textul pentru detalii.