PLoS ONE: Bedingter Ausdruck von Wnt9b in Six2-positiven Zellen Stört Magen und Nieren-Funktion

Abstrakt

Während der Nierenentwicklung, kanonische Wnt aktiviert Differenzierung, während der Transkriptionsfaktor Six2 den Vorläufer Pool unterhält. Diese gegensätzlichen Signale helfen nephron Bildung zu regulieren und zu gewährleisten, die volle Ergänzung der Nephrone gebildet werden. Da diese beiden Faktoren unterschiedliche Schicksale in der Niere Mesenchyms kontrollieren, nahmen wir an, dass die Überexpression von Wnt9b
in Six2
exprimierenden Zellen Nierenbildung stören würden und können die Zelldifferenzierung Entscheidungen in anderen Geweben verändern. Wir haben eine transgene Maus, die bedingt die kanonische Wnt-Liganden in der Entwicklung von Nieren ausgedrückt, Wnt9b
. Das Transgen wird durch Cre-Rekombinase aktiviert und drückt GFP. Wir testeten zunächst seine biologische Aktivität unter Verwendung von HoxB7-cre
und fand heraus, dass transgene Wnt9b fähig war Differenzierung Gene zu induzieren und Nierenentwicklung der Rettung in Wnt9b ^{- /-
homozygot defizienten Mäusen. Im Gegensatz dazu ist die Expression von Wnt9b Hotels in Zellen unter Verwendung von Six2-cre
verursacht Magen-Darm-Leiden und schwerer Niereninsuffizienz bei erwachsenen Mäusen. Transgene Nieren hatte zahlreiche zystische Tubuli und erhöhte Kreatinin-Werte (0,652 ± 0,044) im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen (0,119 ± 0,002). Diese Tiere zeigten auch ein ungültiges Magenpförtner, duodenogastric Reflux und eine Transformation des distalen Magen in das proximale Schicksal. Die Veränderungen der Genexpression beobachtet für die Wnt9b: EGFP
Transgen wurden zu einem stabilisierten β-Catenin-Allels verglichen, um festzustellen, dass Wnt9b die kanonische Wnt-Signalweg in den untersuchten Geweben aktiviert. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Expression von Wnt9b
in Six2
-positiven Zellen stört Zellschicksal Entscheidungen in der Niere und Magen-Darm-Trakt}

Citation. Kiefer SM, Robbins L, Rauchman M (2012) Bedingter Ausdruck von Wnt9b in Six2
-Positive Zellen Stört Magen und Nierenfunktion. PLoS ONE 7 (8): e43098. doi: 10.1371 /journal.pone.0043098

Editor: Masaru Katoh, National Cancer Center, Japan

Empfangen: 29. Februar 2012; Akzeptiert: 17. Juli 2012; Veröffentlicht am: 17. August 2012

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Finanzierung:. Diese Arbeit wurde von National Institutes of Health Zuschuss R01 DK067222 (http://nih.gov/) und der American Heart Association wurde gegründet Investigator 0840117N (http://www.heart.org) zu MR. SK wurde von einem der Saint Louis University Presidential Research Fund-Award (www.slu.edu) unterstützt. Die Geldgeber hatten keine Rolle in Studiendesign, Datenerfassung und Analyse, Entscheidung oder Vorbereitung des Manuskripts zur Veröffentlichung

Konkurrierende Interessen:.. Die Autoren haben erklärt, dass keine Interessenkonflikte bestehen

Einführung

Die kanonische Wnt-Signalweg ist ein wichtiger Regulator der Zellschicksal, Zellproliferation und Zelladhäsion während der Entwicklung und im Erwachsenenalter. Zahlreiche positive und negative Vermittler, dass die Arbeit gemeinsam identifiziert wurden strenge Regulierung von β-Catenin-Signalweg zu erreichen. Die zentrale Paradigma ist, dass zytoplasmatischen β-Catenin in einer Zerstörung komplexer sequestriert wird, durch GSK3 &bgr; phosphoryliert und in Abwesenheit eines Wnt Signal an das Ubiquitin-Stoffwechselweg Zerstörung abgezielt. Wnt Bindung hemmt die Phosphorylierung und Zerstörung von β-Catenin, so dass sie in den Zellkern translozieren Expression beeinflussen Zielgen mit TCF /LEF Faktoren (rezensiert von MacDonald et al. [1]). diesen Weg einschließlich sowohl Gewinn und Verlust der Funktion Allele von Wnts, Wnt-Rezeptoren, β-Catenin zu studieren erstellt und die TCF /LEF Transkriptionsregulatoren Zahlreiche Mausmodelle wurden. Diese Modelle haben eine entscheidende Rolle für die kanonische Wnt-Signal in Knochen freigelegt, Haar, Darm, Blut und Krebs [2]. Ein aufkommender Thema aus diesen Studien ist, dass viele biologische Prozesse auf die Stärke der kanonische Wnt Signal äußerst empfindlich sind.

Diese enge Regulierung der Wnt-Signalisierung ist von wesentlicher Bedeutung für Nierenentwicklung. Während der Anfangsphase der Nierenbildung wird Wnt9b vom Ureterknospe und Signale sezerniert Zellen in der Kappe Mesenchym Vorläufer nephron Differenzierung zu induzieren. Die Behandlung mit Lithiumchlorid oder Aktivierung von β-Catenin kann nephron Differenzierung in Abwesenheit des Ureterknospe und Wnt9b, was darauf hindeutet, dass eine Erhöhung der kanonischen Wnt-Signalisierung ist ausreichend für diese induktive Ereignis [3], [4] zu induzieren. Einige Kappe Mesenchymzellen vermehren sich die Vorläuferzellen zu erhalten, die für die nachfolgenden Wiederholungen dieses Prozesses benötigt werden [5]. Diese Balance zwischen Vorläufer Wartung und der Induktion der Differenzierung ist von größter Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Niere die volle Ergänzung der Nephronen bildet [5], [6], [7], [8], [9].

Mehrere Faktoren in der Kappe Mesenchym exprimiert wurden Wnt-stimulierte Differenzierung einschließlich der Transkriptionsfaktor Six2
gezeigt gegen sich aufzubringen. Löschen von Six2
Ergebnisse in ektopische Differenzierung, Erschöpfung der Kappe Mesenchyms Vorläufern und Nieren agenesis [9]. Obwohl der genaue Mechanismus noch nicht bekannt ist, wurde eine Hypothese vorgeschlagen worden, wodurch ein hohes Maß an kanonische Wnt-Signal die Verpflichtung zur Differenzierung treiben während hohe Six2 Aktivität in den gleichen Zellen, die das Vorläufer Schicksal unterhält [7]. Wir haben ein neues Mausmodell erstellt bedingt Wnt9b überexprimiert die kanonische Wnt-Signalweg zu aktivieren. Wir haben dieses Modell verwendet, um zu testen, ob erhöhte Wnt9b Aktivität ausreicht, um die Balance zwischen Vorläufern und Differenzierung in der Kappe Mesenchym zu stören.

Eine zweite Stelle, wo beide Aktivität Six2 und Wnt-Signal eine wichtige Rolle, die die Magenpförtner ist spielen . Der pylorische Sphinkter ist am distalen Ende des Magens ist und als ein Ventil ausgebildet richtige Verdauung der Nahrung zu seinem Eintritt in den Zwölffingerdarm vor ermöglichen. Dysfunktion des Schließmuskels kann in Reflux von Zwölffingerdarminhalt in den Magen führen ein erhöhtes Risiko von Magen-Metaplasie und Krebs aufwirft [10], [11]. Diese Region ist auch die Website von angeborenen Anomalien, einschließlich der seltenen Erkrankung primären duodenogastric Reflux und häufiger Geburtsfehler Pylorusstenose [12]. Six2
Mangel führt zu Agenesie des Magenpförtner und Antagonisierung Wnt-Aktivität mit SFRP1 und SFRP2 erforderlich ist, um den Magen zu Muster [13], [14]. Dies führte uns zu der Hypothese, dass Wnt-Aktivität muss fest in den Pylorus zu ähnlich geregelt werden, was in der Niere, vorgeschlagen. Um dies zu testen haben wir verwendet Six2
-cre aktivieren das Wnt9b
Transgen in Six2
Domänen in Niere und Magen auszudrücken.

Die bedingte Wnt9b
transgene Allel hier zum Ausdruck bringt berichtet Wnt9b
und GFP, wenn sie durch Cre-Rekombinase aktiviert. Es ist biologisch aktiv und in der Lage in der Niere Bildung Rettung Wnt9b ^{- /-
Embryonen. Überexpression von Wnt9b
in der Niere Ureterknospe der Lage ist, mit der Differenzierung der Kappe Mesenchym assoziierter Gene zu induzieren, aber nicht mesenchymalen-to-epithelialen Übergang (MET) unterzogen morphologisch unterschiedliche Vesikel Strukturen zu erzeugen. Wnt9b
Transgen Aktivierung in Six2
-positiven Zellen verursacht Nierenzysten und eine Transformation der distalen Magen Regionen in proximalen Magen Schicksal. Vergleich von Wnt9b
Transgenen auf ein Allel, das β-Catenin-Protein stabilisiert produziert zeigt Dosis-abhängigen Genveränderungen und schlägt vor, dass diese Stämme eine allelische Reihe dar, die zur Modulation kanonische Wnt-Signal in anderen Geweben wertvoll sein sollte.}

Ergebnisse

• PLoS ONE: Insectivorous Bats Digest Chitin im Bauch unter Verwendung saurer Mammalian Chitinase
• PLoS ONE: Integration von Mageninhalt und Isotopenanalysen zur Quantifizierung der Ernährung von Pygoscelid Penguins