PLoS ONE: Fibroblast Growth Factor 10-Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor-2b vermitteltes Signalisieren ist nicht erforderlich für Erwachsene Glandular Magen Homeostasis

Abstrakt

Die Signalwege, die im Detail untersucht für Magen organogenesis wesentlich sind wurden; bleiben jedoch unklar, diejenigen, die die Aufrechterhaltung des Magenepithel während erwachsenen Homöostase regulieren. In dieser Studie untersuchten wir die Rolle der Fibroblasten-Wachstumsfaktor 10 (FGF10) und dessen Haupt Rezeptor, Rezeptor-Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2b (FGFR2b) bei erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase. Wir zeigten zunächst, dass die Maus für Erwachsene Drüsenmagen ausgedrückt FGF10
, seine Rezeptoren, Fgfr1b
und FGFR2b
, und die meisten der anderen FGFR2b Liganden ( FGF1, FGF7 , Fgf22
) mit Ausnahme von FGF3
und Fgf20
. FGF10
Ausdruck war mesenchymalen während FGFR1 und FGFR2- Ausdruck meist epithelialen waren. Studieren doppelt transgenen Mäusen, die induzierbare Überexpression von erlauben FGF10
in erwachsenen Mäusen zeigten wir, dass FGF10
Überexpression in normalen erwachsenen Drüsenmagen Epithelproliferation erhöht, Schleim Hals Zelldifferenzierung fuhr, und reduziert parietalen und Chef der Zelldifferenzierung. Obwohl ein ähnlicher Phänotyp kann mit der Entwicklung der Metaplasie zugeordnet werden, fanden wir, dass FGF10
Überexpression für eine kurze Dauer nicht Metaplasie verursacht. Schließlich doppelt transgenen Mäusen untersucht, die die Expression einer löslichen Form von FGFR2b,
FGF10 Haupt Rezeptor erlauben, die als dominant negative wirkt, fanden wir keine signifikanten Veränderungen im Magen-epithelialen Proliferation oder Differenzierung in den Mutanten. Unsere Arbeit liefert den Beweis, zum ersten Mal, dass die FGF10-FGFR2b Signalweg nicht für epithelialen Proliferation und Differenzierung im Erwachsenendrüsenmagen Homöostase erforderlich ist

Citation. Speer AL, Alam DA, Sala FG, Ford HR , Bellusci S, Grikscheit TC (2012) Fibroblast Growth Factor 10-Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor-2b vermitteltes Signalisieren wird nicht Adult Glandular Magen Homöostase Erforderlich für. PLoS ONE 7 (11): e49127. doi: 10.1371 /journal.pone.0049127

Editor: Hemachandra Reddy, Oregon Health & Science University, Vereinigte Staaten von Amerika

Empfangen: 6. Juni 2012; Akzeptiert: 4. Oktober 2012; Veröffentlicht: 1. November 2012

Copyright: © 2012 Speer et al. Dies ist eine Open-Access-Artikel unter den Bedingungen der Lizenz Creative Commons, die uneingeschränkte Nutzung erlaubt, die Verteilung und Vervielfältigung in jedem Medium, vorausgesetzt, der ursprüngliche Autor und Quelle genannt werden

Finanzierung:. Diese Arbeit unterstützt durch: 1) Ethicon-Gesellschaft der Universität Chirurgen: Surgical Research Fellowship Award Allison L. Speer, http://www.susweb.org/mc/page.do?sitePageId=93045. 2) National Institutes of Health: 1R01HD052609-01A2, 5R01HD052609-02, 5R01HD052609-03, Saverio Bellusci und Henri R. Ford, http://projectreporter.nih.gov/project_info_history.cfm?aid=7426527&icde=12717266. 3) California Institute for Regenerative Medicine: RN2-00946-1, Tracy C. Grikscheit, http://www.cirm.ca.gov/content/mechanism-tissue-engineered-small-intestine-formation. Die Geldgeber hatten keine Rolle in Studiendesign, Datenerfassung und Analyse, Entscheidung zu veröffentlichen oder um die Herstellung des Manuskripts

Konkurrierende Interessen:. Die Autoren der Politik der Zeitschrift gelesen haben und haben folgende Konflikt: SB dient derzeit als ein Redakteur von PLoS ONE. Die Autoren möchten bestätigen, dass dies nicht der Autoren ändert die Einhaltung der PLOS alle ONE Politik auf den Austausch von Daten und Materialien.

Einführung

Adenokarzinom des Magens ist die vierthäufigste Krebserkrankung und die zweite Ursache von Krebs-Todesfälle weltweit führenden [1] mit einem Gesamt 5-Jahres-Überlebensrate in den meisten Ländern um 20% [2]. Magen-Karzinogenese wird am häufigsten mit H. pylori-Infektion assoziiert, aber auch andere Risikofaktoren sind Nahrungsverbrauch (hohe Salzzufuhr und /oder niedriger Obst- und Gemüsekonsum) sowie afro-amerikanischer Herkunft und niedrigem sozioökonomischen Status [3]. Parietal Zellverlust oder oxyntic Atrophie, ist die zuverlässigste präneoplastischen Korrelat beim Menschen. Der Verlust der Belegzellen, unabhängig von der Ursache (Helicobacter-Infektion oder Pharmaka), führt zu der nachfolgenden Entwicklung der Metaplasie und kann durch Gastrin oder Histamin-Mangel beschleunigt werden [4], [5]. Beim Menschen wurden zwei Arten von Schleimhautzelle Metaplasie als Folge der oxyntic Atrophie entstehen können: Becherzell intestinale Metaplasie (IM) oder spasmolytische Polypeptid exprimierenden Metaplasie (SPEM) [4], [6]. Die Fibroblast-Wachstumsfaktor (FGF), Hedgehog, Transforming growth factor beta (TGF &bgr;) /Bone morphogenetic protein (BMP) und Wnt-Signalwege sind wichtig und verwandte morphogenetic Netzwerke, die Stammzellen regulieren, insbesondere im Gastrointestinaltrakt, [7], [ ,,,0],8]. Diese Signalwege sind von entscheidender Bedeutung bei der Embryonalentwicklung, erwachsener Homöostase, die Reparatur von Gewebe und Regeneration und Karzinogenese. Definition der Rolle des FGF10-FGFR2b Signalweg während erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase ist ein erster Schritt, die zellulären Mechanismen der Magenepithelzellen Reparatur und Regeneration nach einer Verletzung abgrenzen.

Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGFs) spielen eine Schlüsselrolle in der zellulären Proliferation, Differenzierung, Migration und Entzündung in verschiedenen Organen [8]. FGFs binden an eine oder mehrere transmembrane Tyrosinkinase FGF-Rezeptoren (FGFRs) [9]. Wie bei einigen anderen hochkonservierten Signalwege, FGF-Signalisierung neigt in einer parakrinen Weise zwischen dem Epithel und Mesenchym, wobei die FGF-Liganden in dem Gewebe benachbart zu seinem entsprechenden FGFR (n) [10] ausgedrückt auftreten. Beispielsweise während der Magen Organogenese FGF10
wird in dem Mesenchym exprimiert, während seine Haupt Rezeptor Fgfr2IIIb
(nachfolgend FGFR2b
) wird im Epithel exprimiert [11 ], [12], [13].

Wir haben den Blinddarm zuvor berichtet, dass FGF10-FGFR2b vermittelten Signal für die Organogenese des Magens von wesentlicher Bedeutung ist [13], das Duodenum [14], [15], [16], [17] und der Doppelpunkt [18], [19], [20] bei der Maus. Kolon-Atresie mit einer Abnahme der Epithelproliferation und Zunahme der epithelialen Apoptose in beiden verbunden war FGF10 ^{- /-
und FGFR2b - /-
Mäuse [19], [ ,,,0],20]. Im Gegensatz zu dem Mesenchym war die Differenzierung des Darmepithel unbeeinflusst in FGF10 - /-
[20]. Während der embryonalen Magen Entwicklung sowohl FGF10
und FGFR2b
Vorprägungen hatte Epithelproliferation beeinträchtigt wird, sondern umgekehrt schwerer Kompromiss von Magenepithelzellen Differenzierung mit einer Abwesenheit von Belegzellen und reduzierte Anzahl von Hauptzellen nachgewiesen [13 ]. Außerdem ektopische Überexpression von FGF10
während Magen Entwicklung zeigte auch großen Veränderungen in epitheliale Differenzierung einschließlich einer Verringerung der parietalen und endokrinen Zellen und eine Erhöhung der Hauptzellen [11]. Trotz dieser ersten Beobachtungen in Magen-Darm-Entwicklung, die Rolle von FGF10-FGFR2b Signalisierung im Magen während der erwachsenen Homöostase wurde noch nicht untersucht worden.}

In dieser Studie untersuchen wir die Rolle von FGF10-FGFR2b Signalisierung bei Erwachsenen Drüsenmagen Homöostase. Wir haben gezeigt, zunächst das Vorhandensein von FGF10
und seine Rezeptoren, Fgfr1b
und FGFR2b
bei erwachsenen Drüsenmagen, zusammen mit all den Genen, die für die anderen FGFR2b Liganden ( FGF-1, -3, -7, -20, -22
). Die Untersuchung doppelt so dass transgene Mäuse FGF10
Überexpression zeigten wir, dass FGF10
Überexpression erhöht Epithelproliferation treibt Schleimhäute Hals Zelldifferenzierung und reduziert parietalen und Chief Zelldifferenzierung während der erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase. Obwohl der Verlust der Belegzellen und der Erhöhung der Schleim produzierenden Zellen können mit der Entwicklung von Metaplasie verbunden sein, haben wir keine Metaplasie in unserer identifizieren FGF10
mutante Mäuse überexprimieren durch Immunfärbung für zwei gut beschrieben Marker als demonstriert von Metaplasie: CDX2 (IM) [21] und HE4 (IM und SPEM) [6]. Schließlich ubiquitäre Expression eines dominant-negativen löslichen Form von FGFR2b,
Haupt Rezeptors FGF10, ergab keine signifikanten Veränderungen im Magen-epithelialen Proliferation oder Differenzierung in den Mutanten. So ist diese Studie zeigt, dass FGF10-FGFR2b Signalisierung nicht für erwachsene Drüsenmagen Homöostase erforderlich ist.

Ergebnisse |

Expression von FGF10,
seine Rezeptoren, Fgfr1b und FGFR2b
und die anderen FGFR2b Liganden in der erwachsenen Maus Drüsenmagen

um die Expression von zu studieren FGF10,
seine Rezeptoren, Fgfr1b
und FGFR2b
und die anderen FGFR2b Liganden bei erwachsenen Drüsenmagen, führten wir RT-PCR auf Wildtyp erwachsenen Maus Drüsenmagen (n = 3). Beide Rezeptoren wurden in erwachsenen Drüsenmagen und in der positiven Kontrolle, Wildtyp-E14.5 Maus ganze Embryo (Abbildung 1A) ausgedrückt. Die Gene, die für alle Liganden Bindung FGFR2b ( FGF1
, FGF7
, FGF10
, Fgf22
) wurden bei erwachsenen Drüsenmagen, mit Ausnahme des FGF3
und Fgf20
, während als alle sechs wurden in der Positivkontrolle (Abbildung 1A) ausgedrückt. RT negative Kontrollen sowohl für erwachsene Drüsenmagen und die positive Kontrolle waren negativ für Fgfr1b, FGFR2b,
alle FGFR2b Liganden und β-Aktin
(Abbildung 1A).

bestimmen die räumliche Expressionsmuster von FGF10
, führten wir β-Galactosidase-Färbung auf Abschnitte der erwachsenen Drüsenmagen von FGF10 ^{LacZ /+
Reporter-Mäuse (n = 3), die haben zuvor validiert worden [20], [22]. Wir fanden, dass FGF10
Expression im Mesenchym vorhanden war unmittelbar unterhalb der Magendrüsen des Epithels (1B). Negative Kontrollen (Wildtyp FGF10 + /+,
n = 3) zeigte keine LacZ-Färbung (Abbildung 1E). Um die Expression von FGF10-Rezeptoren im erwachsenen Magen bestätigen, führten wir Immunhistochemie-Färbung für FGFR1 und FGFR2- auf Wildtyp erwachsenen Maus Drüsenmagen (n = 3). Da spezifische Antikörper für das IIIb-Isoform dieser Rezeptoren nicht verfügbar sind, Antikörper, die sowohl mit den IIIb und IIIc Isoformen jeden Rezeptor wurden reagieren verwendet. Die IIIb-Isoform ist in der Regel im Epithel exprimiert, während die IIIc Isoform typischerweise in dem Mesenchym exprimiert wird. Sowohl FGFR1 und FGFR2 (1C bzw. 1D) wurden mit starken Immunfärbung im Magenepithel und schwächere Färbung in dem Mesenchym identifiziert. Unsere negative Kontrollen zeigten keine spezifische Färbung (1F, 1G). Die Anwesenheit von FGF10
und seine Rezeptoren im erwachsenen Maus Magen legt eine Rolle für FGF10 in Magen-Homöostase. Deshalb haben wir postulieren, dass FGF10-FGFR2b während erwachsenen Drüsen Homöostase Signalgebung, ähnlich wie bei früheren Studien, ist wahrscheinlich ein mesenchymalen Signal an epithelialen.}

FGF10
Überexpression während der Homöostase verändert Magen-Drüse Histologie und erhöht epithelialen Proliferation in Drüsenmagen

um die Rolle von FGF10 während erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase, wir erzeugt induzierbaren doppelt transgenen heterozygote Mäuse, die ubiquitär überexprimiert FGF10
( R26 ^{rtTA zu untersuchen /+; tet (O) FGF10 /+
unten). Die Überexpression von FGF10
wurde durch die Fütterung Doxycyclin Erwachsenen (4 Wochen alt) mutierten Mäusen und Kontroll littermates für 10 Tage induziert vor der Tötung. Die Überexpression von FGF10 Videos qRT-PCR und den Mutanten zeigten eine signifikante Zunahme der Expression von FGF10
wurde bestätigt, als im Vergleich littermates zu steuern (Abbildung 2C). Mutant Mäuse entwickeln typischerweise eine nasse Haar Aussehen und eine offensichtliche Proliferation von kutanem Epithels, einschließlich Schwellung der Augenlider und eine abnorm vergrößerte Zunge.}

Hämatoxylin und Eosin-Färbung von Abschnitten der Kontrolle littermate erwachsenen Drüsenmagen zeigte eine einfache säulen Epithel organisiert in Magendrüsen zahlreiche Belegzellen mit großen eosinophilen Zytoplasma, Hauptzellen an der Basis der Drüsen mit basophilen Zytoplasma, basal gelegen Kerne und apikal Sekretgranula und Schleim Hals Zellen mit Schleim gesehen in weiß am apikalen Teil des enthaltenden Zellen in den Hals der Drüsen (2A). Diese Histologie wurde im erwachsenen Drüsenmagen des signifikant verändert FGF10
überexprimierenden mutierten Mäusen (2B). Es gab eine sichtbare Abnahme der parietalen Zellpopulation, mit einer Zunahme der schleimsezernierenden Zellen und Clustern von diesen Zellen näher an der Basis der Drüse (schwarze Pfeile).

Wie es gut etabliert, dass FGF10 Proliferation in einer Reihe von Organen, einschließlich dem Gastrointestinaltrakt fördert [13], [19], [20], [23], [24] untersuchten wir die Proliferation des Magenepithel von PCNA Immunfärbung in den Kontroll littermates und mutierten Mäusen. Im Vergleich zu littermate Kontrollen zeigten die mutanten glandulären Magen einen signifikanten Anstieg in der Verbreitung des Epithels (14,7 ± 1,8% PCNA-positive Epithelzellen vs. 22,7 ± 2,6% in den Mutanten, p = 0,017, n = 5 für jeden Genotyp) (2D-F). Unsere Daten zeigten, dass die Überexpression von FGF10 Zellproliferation im Epithel der erwachsenen Maus Drüsenmagen fördert.

Magenepithelzellen Differenzierung signifikant verändert durch FGF10
Überexpression bei Homöostase

Um um die Rolle von FGF10 in epithelialen Differenzierung während der erwachsenen Drüsenmagen Homöostase definieren, führten wir differenzierte Magenepithelzellen Zellmarkern in mutanten und Kontroll Mägen Immunofärbung für. Schleimige Hals Zellen in Drüsenmagen wurden von Lektin-GSI-II identifiziert, der als einer schleimigen Hals Zellmarker etabliert zuvor wurde [25], [26], [27]. FGF10
Überexpression führte zu einer 85% Erhöhung des Prozentsatzes von Schleim- Halszellen im Magenepithel des mutanten Mäusen (3B) im Vergleich littermates zu steuern (3A) (14,4 ± 1,7% vs. 7,8 ± 0,5%, p = 0,003, n = 5 für jeden Genotyp) (3C). Darüber hinaus wurden die GS-II-positiven Zellen näher an der Basis des den Drüsen in den mutanten Mäusen Vergleich zu den Kontrollen liegt. Dies bestätigt unsere histologischen Daten, und zeigt an, dass FGF10 Differenzierung der Schleimhaut Hals Zelllinie fördern kann. Intrinsic-Faktor (IF) immunhistochemisch die Hauptzellen an der Basis der Magendrüsen. Obwohl, wenn durch Belegzellen beim Menschen produziert und freigesetzt wird, ist es ein etablierter Marker der Hauptzellen bei Nagetieren [21], [28], [29]. Unsere Ergebnisse zeigten eine signifikante Abnahme der Hauptzellen in dem Magenepithel der Mutanten (Figur 3E) verglichen littermates zu steuern (3D) (5,2 ± 1,4% vs. 12,4 ± 1,7%, p = 0,006, n = 5 für jeden Genotyp ) (Abbildung 3F). Chromogranin A ist ein saures Glycoprotein in mehrere Typen von neuroendokrinen Zellen im ganzen Gastrointestinaltrakt einschließlich Magen exprimiert [11], [21], [30], [31]. Im Magen, gekennzeichnet Chromogranin A eine kleine Anzahl von Epithelzellen in den Magendrüsen verstreut. Wir fanden keinen signifikanten Unterschied in dem Prozentsatz der endokrinen Zellen in dem Magenepithel zwischen den Mutanten (3H) und Kontrollen (Figur 3G) (1,0 ± 0,5% vs. 1,7 ± 0,3%, p = 0,11, n = 5 für jeden Genotyp ) (Abbildung 3I). Die Zahlen 3J-K zeigen H /K-ATPase-Immunfärbung der Belegzellen im Magen-Drüse. Es ist eine deutliche Abnahme der Parietalzellen lineage (35% Reduktion) in den Mutanten (Figur 3K) im Vergleich zu den Kontrollen (Figur 3J), wie in Figur 3L (23,2 ± 4,6% vs. 35,5 ± 4,3% gezeigt, p = 0.044 , n = 5 für jeden Genotyp). Diese Daten legen nahe, dass FGF10 spielt eine Rolle bei der Differenzierung von Magen-epithelialen Schleimhaut Hals Zelle, Chef Zelle, und parietalen Zelllinien im Erwachsenendrüsenmagen-Homöostase. FGF10
Überexpression verändert nicht nur signifikant die Anzahl dieser differenzierten epithelialen Zelltypen, wie oben beschrieben, sondern ändert sich auch die Lage der Schleimhautzellen Hals vom Hals an der Basis der Magendrüse.

FGF10
Überexpression während der Homöostase verursacht keine Metaplasie der Magenepithels

intestinale Metaplasie (iM) und krampflösend Polypeptid-exprimierenden Metaplasie (SPEM) sind beide Metaplasien des Magenepithels, die nach der Regel entwickeln akute oxyntic Atrophie und führen zu einer Erhöhung der Schleim absondernden Zellen: intestinale Becherzellen in iM oder Schleimhäute Hals Zellen in SPEM [32]. Es wird derzeit angenommen, dass der Verlust von Belegzellen Ergebnisse in transdifferentiation von reifen Hauptzellen zusätzlich zu einer Hemmung der normalen Schleimhaut Hals Zelle Chef Zelldifferenzierung [5], [21], [33]. Da die mutante Mäuse einen ähnlichen Phänotyp mit einem signifikanten Verlust der Belegzellen, Steigerung der Schleimhautzellen Hals und Reduktion in Hauptzellen demonstriert, haben wir versucht, zu untersuchen, ob FGF10
Überexpression Metaplasie verursachen könnte. Um zu bestätigen, wenn Metaplasie in unserem mutierten Mäusen vorhanden war, führten wir für die Immunfärbung zwei gut etablierte Marker der Metaplasie in beiden Mäusen und Menschen: CDX2 (IM) [21] und HE4 (IM und SPEM) [6]. Sowohl die Mutante (4C) und die Steuer littermate Mägen (4B) zeigte keine nennenswerte CDX2 Färbung im Magenepithel (n = 3 für jeden Genotyp). Colon diente als positive Kontrolle und zeigte entsprechende Kernfärbung für CDX2 (4A). In ähnlicher Weise wurde keine nachweisbare HE4 Färbung im Magenepithel der Mutanten (Figur 4F) und littermate Kontrollen (4E) (n = 3 für jeden Genotyp) beobachtet. Menschliche Epididymis diente als positive Kontrolle und hatte sichtbare zytoplasmatische Färbung für HE4 (4D). Diese Ergebnisse legen nahe, dass, obwohl FGF10
Überexpression in einem SPEM-ähnlichen Phänotyp führen kann, die Magenepithels nicht metaplastisches ist.

FGF10-FGFR2b vermittelten Signal ist nicht für den Magen-epithelialen Proliferation und Differenzierung erforderlich während Homöostase

um die Bedeutung des FGF10-FGFR2b Signalisierung Achse im Erwachsenendrüsenmagen-Homöostase, wir erzeugt induzierbaren doppelt transgenen heterozygote Mäuse zu bestimmen, die ubiquitär eine dominant-negative lösliche Form von FGFR2b auszudrücken
( R26 ^{rtTA /+; tet (O) sFgfr2b /+
unten). Die Expression von sFgfr2b
wurde durch die Fütterung Doxycyclin Erwachsenen (4 Wochen alt) mutierten Mäusen und Kontroll littermates 1 Monat vor der Tötung induziert. Die Expression von sFgfr2b
in den mutierten Mäusen wurde durch qRT-PCR bestätigt. Die Kontrollen hatten fast nicht nachweisbare Mengen von sFgfr2b
, während die Mutanten hatten eine variable, aber robust Ausdruck (5C). Die Expression von sFgfr2b
wirkt in einer dominant negative Art und Weise durch alle FGFR2b Liganden-Bindung (FGFs-1, -3, -7, -10, -20, -22) und die Verhinderung ihrer Wirkung. Dies wurde in unserem Labor zuvor validierten wo wir gezeigt, dass die induzierbare Expression von sFgfr2b
während der embryonalen Entwicklung phenocopied FGFR2b - /-
Embryonen [34], während einzelne transgene Embryonen ausgesetzt Dox und doppelt transgenen Embryonen Dox nicht ausgesetzt waren identisch mit Wildtyp-Embryonen [35]. Im Gegensatz zu den schweren Phänotyp, wenn FGFR2b während der Embryonalentwicklung inaktiviert wird, die postnatale Expression von sFgfr2b
Ergebnisse nur in geringfügigen Mängeln einschließlich defekte Schneide-, längere Klauen und reduziert weißen Fettgewebe [36].}

Hematoxylin und Eosin-Färbung von Schnitten von Kontroll littermate (5A) und Mägen ergab Drüsen erwachsenen Mutante (5B) -Architektur normale Histologie mit entsprechenden Magendrüsen und diese voneinander nicht zu unterscheiden waren. FGF10-FGFR2b vermittelten Signal wurde für Epithelproliferation sowohl bei Magen- und Kolon-Entwicklung [13], [19], [20] erforderlich gezeigt. Um festzustellen, ob FGF10-FGFR2b Signalisierung für Magen-Epithelproliferation während Homöostase auch notwendig ist, eine Immunfärbung für PCNA wurde durchgeführt, in der Steuer littermate (5D) und Mutante (5E) erwachsenen Drüsen Mägen. Es gab keinen Unterschied in der Rate der Proliferations zwischen den littermate Kontrollen und Mutanten (16,5 ± 1,7% vs. 15,3 ± 1,5%, p-Wert = 0,313, n = 5 für jeden Genotyp) (5F).

Wie es zuvor gezeigt wurde, dass FGF10-FGFR2b Signalisierung für epitheliale Differenzierung während der Magen organogenesis wesentlich ist, vor allem für die Entwicklung der parietalen Zelllinie [13], haben wir versucht, wenn FGF10-FGFR2b vermittelten Signal für Magenepithelzellen Differenzierung erforderlich war, um zu bestimmen, während der Homöostase. Die Abschnitte der Drüsenmagen aus dem R26 ^{rtTA /+; Tet (O) sFgfr2b /+
mutierten Mäusen und Kontroll littermates wurden mit Markern für differenzierte Magenepithelzellen immunhistochemisch. Es gab keinen Unterschied in dem Prozentsatz der Schleimhautzellen Hals (7,5 ± 0,8% vs. 8,0 ± 0,8%, p = 0,35, n = 5 für jeden Genotyp) (6A-C), Hauptzellen (11,3 ± 1,6% vs. 12,2 ± 1,5%, p = 0,35, n = 5 für jeden Genotyp) (Figuren 6D-F), endokrine Zellen (1,9 ± 0,3% vs. 2,4 ± 0,4%, p = 0,22, n = 5 für jeden Genotyp) (Figuren 6G-I), oder Belegzellen im Magen-Epithel (36,4 ± 2,7% vs. 37,7 ± 3,5%, p = 0,38, n = 5 für jeden Genotyp) (Figuren 6J-K) zwischen dem littermate Steuerung und die mutanten Mägen . Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse, dass FGFR2b Signalisierung nicht für Magenepithelzellen Proliferation und Differenzierung während der Homöostase erforderlich ist.}

Da die Lebensdauer eines Belegzellen 54 Tage ist [37], eine längerfristige Studie erforderlich war, um zu bestätigen, die Entbehrlichkeit von FGF10-FGFR2b für parietalen Zelldifferenzierung während erwachsenen Drüsenmagen Homöostase vermitteltes signalisieren. Um dies zu erreichen, induziert wir allgegenwärtige Überexpression eines dominant-negativen sFgfr2b und Videos Doxycyclin Erwachsenen (4 Wochen alt) mutierten Mäusen und Kontroll littermates für 3 Monate vor der Tötung Fütterung. Die Expression von sFgfr2b
in den mutanten Mäusen signifikant höher als bei den Kontrollen, wie durch qRT-PCR (7C) gezeigt ist. Hämatoxylin- und Eosin-Färbung von Schnitten von Kontroll littermate (7A) und mutierten (7B) adult glandulären Magen zeigten normale Histologie mit sichtbarem Parietalzellen. Es gab keinen Unterschied in dem Prozentsatz der Belegzellen im Magen-Epithel der Mutanten (Figur 7E) im Vergleich zu den Kontrollen (Figur 7D), wie durch H /K ATPase Immunofärbung belegt (37,9 ± 4,4% vs. 34,8 ± 1,9%, p- Wert = 0,277, n = 3 für jeden Genotyp) (7F). Diese Ergebnisse bestätigen, dass FGF10-FGFR2b vermittelten Signal nicht für parietalen Zelldifferenzierung während der erwachsenen Drüsenmagen Homöostase erforderlich ist.

Diskussion

FGF10-FGFR2b vermittelten Signal für embryonale Magen Entwicklung von wesentlicher Bedeutung ist [11], [13], [23]. Es ist jedoch wenig über die Rolle von FGF10-FGFR2b Signalisierung bei der Wartung von reifen Magenepithels bekannt. Wir suchten FGF10-FGFR2b vermittelten Signal während erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase zu verstehen. Doppelt transgenen Mäusen, die ubiquitär überexprimieren FGF10
angezeigt Epithelproliferation erhöht und wesentlich die Differenzierung von drei der vier epithelialen Zelllinien im Magen verändert. Jedoch doppelt transgenen Mäusen, die eine lösliche Form von FGFR2b, FGF10 Haupt Rezeptor überexprimieren, zeigten, dass FGF10-FGFR2b Signalisierung für epitheliale Proliferation und Differenzierung nicht notwendig ist.

Wir fanden, dass FGF10
, seine Rezeptoren Fgfr1b
und FGFR2b
, und die meisten der anderen FGFR2b Liganden ( FGF-1, -7, -22
), im erwachsenen Magen vorhanden waren. Diese Ergebnisse werden durch die Expression dieser Gene während der Magen Organogenese in der Maus [11] und chick embryo unterstützt [12], [23]. Trotz einiger Unterschiede in der Expression zwischen der Maus und Hühnerembryo, der Magen-Expression von FGF10
und ihre wichtigsten Rezeptor FGFR2b
bleibt zwischen den Arten konserviert und beide vorhanden sind während der Entwicklung und Homöostase. Der Hauptrezeptor für FGF10 ist FGFR2b [38], [39] und Inaktivierung von FGF10 in oder in FGFR2b
in Maus-Embryonen führt zu bemerkenswert ähnlichen Phänotypen [34], [40], während FGF10 bindet FGFR1b mit einer geringeren Affinität [41]. Allerdings ist die Anwesenheit beider Fgfr1b
und FGFR2b
, sowie einige der FGFR2b Liganden ( FGF-1, -7, -10, Poster und -22)
bei erwachsenen Magen kann für einige intrinsische Redundanz in FGF-Signalisierung zu ermöglichen. Gewiß ist die Expression von FGF10
und seinem Rezeptor, FGFR2b
, in der Erwachsenen Magen schlägt vor, dass FGF10-FGFR2b Signalisierung erfolgt postnatal.

Mehrere Studien haben erkannt, FGF10 als Förderer Epithelproliferation während trachealen [42], Kolon [19], [20], und Magen [13], [23] Entwicklung sowie postnatal während Brustdrüse [36] und Schneidezahn [35] Homöostase. Viele von ihnen charakterisieren einen Funktionsverlust Ansatz, verringerte Epithelproliferation demonstrieren in FGF10 <sup>- /-
[13], [20], [42] und /oder FGFR2b
- /- [13], [19] Mäusen als auch in transgenen Mäusen, die überexprimieren löslich FGFR2b
[35], [36]. Nur zwei früheren Studien berichten über einen Gewinn von Funktionsansatz ähnlich wie bei uns, die Untersuchung der Auswirkungen von FGF10
Überexpression bei Magen Organogenese, mit widersprüchlichen Ergebnissen [11], [23]. Shin et al. eine bescheidene Zunahme der Drüsen Epithelproliferation in Hühnerembryos Magen zeigte mit viral-vermittelte Überexpression von FGF10
im Vergleich zu nicht-infizierten Kontrollen [23]. Unsere Ergebnisse ausrichten mit diesen Ergebnissen in der Organogenese obwohl wir einen viel späteren Zeitpunkt zu studieren, wenn wir zeigen, dass FGF10 eine mitogene Wirkung bei Erwachsenen Magen Homöostase hat.</sup>

Darüber hinaus FGF10 spielt eine wichtige Rolle bei der epithelialen Differenzierung während der Entwicklung zahlreicher Organe [13], [42], [43], [44]. Insbesondere während Magen Organogenese, den Verlust von FGF10-FGFR2b vermittelten Signal Ergebnisse in vollständiger Abwesenheit von Parietalzellen [13]. Dies zeigt, dass FGF10-FGFR2b vermittelten Signal für parietalen Zelldifferenzierung während Magen Entwicklung von wesentlicher Bedeutung ist, und doch, FGF10
Überexpression im selben Zeitraum hat auch einen negativen Effekt auf die Belegzellen mit 78% Reduktion bei E18. 5 [11]. Interessanterweise fanden wir, dass FGF10-FGFR2b vermittelten Signal nicht für parietalen Zelldifferenzierung während der erwachsenen Magen-Homöostase erforderlich ist, aber FGF10
Überexpression eine ähnliche Reduktion der parietalen Zelllinie verursacht, wie während der Organogenese auftritt. So FGF10 auf einem hohen Niveau herunterreguliert parietalen Zelldifferenzierung während sowohl Magen Entwicklung und Homöostase, aber sobald Magen organogenesis abgeschlossen ist, FGF10-FGFR2b vermittelten Signal erscheint für parietalen Zelldifferenzierung entbehrlich zu sein.

Endokrine Zellen stellen ein klein, aber heterogene Population von Zellen, die eine Vielzahl von Hormonen in das Magenepithel sekretieren. Terminal-endokrinen Zellschicksal scheint durch den Verlust von FGF10-FGFR2b vermittelten Signal während der Entwicklung [13] unberührt; jedoch ectopic FGF10
Überexpression führt zu einer signifikanten Unterdrückung der endokrinen Zelllinie [11]. Im Gegensatz zu diesen Entwicklungsstudien, haben wir keine Änderung in endokrinen Zelldifferenzierung zu beobachten, auf die Überexpression von entweder FGF10 in oder löslich FGFR2b
während Magen-Homöostase.

FGF10-FGFR2b vermittelten Signal fördert Chef Zelldifferenzierung während Magen organogenesis wie durch die reduzierte Fülle von Hauptzellen in FGF10 ^{belegt - /-
und FGFR2b - /-
E18,5 Mägen [13 ] und die Zunahme der Hauptzellen in Mägen mit ektopischen FGF10
Überexpression [11] im Gegensatz dazu wir eine signifikante Abnahme der Hauptzellen auf FGF10
Überexpression bei erwachsenen Drüsenmagen Homöostase beobachtet. Wir identifizierten Hauptzellen durch Immunfärbung für Intrinsic-Faktor und diese früheren Studien für pepsinogen gefärbt [11], [13], aber beide sind gut etablierte Marker der Hauptzellen in Mäusen [21], [28], [29], [45 ] und Variation in immunhistochemischen Färbung allein scheint unwahrscheinlich, dass für diese Beobachtung zu erklären. Es ist möglich, dass während der Homöostase FGF10
Ebenen haben negative Auswirkungen auf die Hauptzellen als auf Entwicklungsstadien gegenüber.}

Es ist bekannt, dass FGF10-FGFR2b vermittelten Signal nicht für Schleimhautzelldifferenzierung während der Magen erforderlich ist Entwicklung [13], und wir fanden das gleiche während der Homöostase um wahr zu sein. FGF10 in früheren Studien wurde jedoch gezeigt, entweder zu induzieren Schleim sezernierenden Zellzahl [24] oder innerhalb des Magen-Drüse Zellenposition zu verschieben, von dem Lumen in Richtung der Abdichtbasis [11], [23]. Wir beobachteten beide Phänomene bei erwachsenen Drüsenmagen-Homöostase. Dieser Phänotyp, mit dem Verlust der Belegzellen kombiniert, wird oft als "antralization" beschrieben und ist in Magen Metaplasien, wie IM und /oder SPEM beobachtet. Der Verlust von Belegzellen führt in der Regel Metaplasie [4], [32], [33]. Während dieses Prozesses transdifferentiate Hauptzellen durch die Expression von MIST1 zu verlieren und zu gewinnen Expression von CDX2 in IM oder TFF2 in SPEM [21], [33]. Vielleicht ist die Reduktion der Chef Zellzahl in unserem Modell ist aufgrund transdifferentiation dies jedoch weitere Untersuchungen erfordern würde, um zu bestätigen.

Wir sind nicht der Erste, der einen SPEM-ähnlichen Phänotyp in Verbindung mit FGF10-Signalisierung zu beobachten. Spencer-Dene et al. proportional unterentwickelt Antrum mit einem erweiterten einfachen unverzweigtem Magenepithels für beide zeigten FGF10 ^{- /-
und FGFR2b - /-
Embryonen eine Rolle von FGF10-FGFR2b angibt, vermittelt signalisieren bei der Förderung antralization [13]. Weiterhin Überexpression von FGF10
während Magen Entwicklung führte zu einer SPEM artigen Phänotyp mit einer Verschiebung in Lokalisierung von TFF2 mRNA in der Maus und cSP mRNA in chick, zusätzlich zu einer Verringerung der Anzahl von Parietalzellen bei der Maus [11], [23]. cSP ist ein Marker von luminalen Epithelzellen in chick, die analog zu Schleim- Hals Zellen in der Maus [8]. Nyeng et al. im Vergleich spekulierten, dass im Korpus der antralization des Corpus in ihrem Modell durch eine erhöhte FGF10 Verfügbarkeit erklärt werden könnte, um den normalen Gradienten von FGF10
Ausdruck, die höher in der Kieferhöhle und niedriger im Korpus ist [11] . Dies könnte die SPEM-ähnlichen Phänotyp erklären während Homöostase auch gesehen, da FGF10
wurde ubiquitär in unserem Modell überexprimiert. Trotz FGF10
Überexpression in einem SPEM-ähnlichen Phänotyp führt, gut etablierten Marker gescheitert Metaplasie während Homöostase zu bestätigen, wie bei Magen Entwicklung ähnlich berichtet [11]. Daher können wir die Möglichkeit nicht ausschließen, dass FGF10-FGFR2b Signalisierung eine Rolle bei der Magen-Metaplasie spielen können.}

• PLoS ONE: Chitinase-mRNA-Spiegel durch quantitative PCR unter Verwendung der Standard-Einzel DNA: Saure Mammalian Chitinase ist ein wichtiger Transcript in der Maus Magen
• PLoS ONE: Vultures of the Seas: übersäuert Mägen in Wandering Albatrosse als Anpassung an Dispersed Nahrungsressourcen, einschließlich der Fischerei Abfälle