Stomach Health > Желудок Здоровье >  > Stomach Knowledges > Желудок Статья

PLoS ONE: Условное Выражение Wnt9b в Six2-позитивных клеток Бросается желудка и почек

Абстрактный
<р> В процессе развития почек, канонический Wnt сигнализации активирует дифференцировку, в то время как транскрипционный фактор Six2 поддерживает пул клеток-предшественников. Эти противоположные сигналы помогают регулировать образование нефрона и обеспечить формируются полный комплект нефронов. Так как эти два фактора контролируют различные судьбы в почечной мезенхиме, мы предположили, что избыточная экспрессия Wnt9b
в Six2
-expressing клетки может нарушить образование почек и может изменить решения дифференцировки клеток в других тканях. Мы создали трансгенную мышь, которая условно выраженную канонический Wnt лиганд в развивающейся почки, Wnt9b
. Трансген активируется CRE рекомбиназой и выражает GFP. Мы сначала проверили свою биологическую активность, используя hoxb7-CRE
и обнаружили, что трансгенная Wnt9b способен индуцировать гены дифференцировки и спасения развития почек в Wnt9b - /-
гомозиготными дефицитных мышей. В отличие от этого, выражение Wnt9b
в клетках с помощью Six2-CRE
вызвали желудочно-кишечные расстройства и тяжелой почечной недостаточности у взрослых мышей. Трансгенные почек имели многочисленные кистозные канальцы и повышенные значения креатинина (0,652 ± 0,044) по сравнению с мышами дикого типа (0,119 ± 0,002). Эти животные также выставлены искаженного сфинктера привратника дуоденогастральным рефлюкс, и превращение дистального желудка в проксимальном судьбы. Изменения экспрессии генов, наблюдаемые для Wnt9b: EGFP
трансген сравнивали с стабилизированным β-катенина аллеля, чтобы определить, что Wnt9b активирует канонический Wnt пути в тканях проанализированных. Эти результаты показывают, что выражение Wnt9b
в Six2
-положительным клеток передаются Бросается клеток судьба решения в почках и желудочно-кишечного тракта
<р> Образец цитирования:. Кифер С.М., Robbins L, Rauchman M (2012) Условный Выражение Wnt9b в Six2
-положительным клеток Бросается желудка и почек. PLoS ONE 7 (8): e43098. DOI: 10.1371 /journal.pone.0043098
<р> Редактор: Масару Като, Национальный центр рака, Япония
<р> Поступило: 29 февраля 2012; Принято: 17 июля 2012 года; Опубликовано: 17 августа, 2012
<р> Это статья с открытым доступом, свободной от всех авторских прав, и могут быть свободно воспроизведены, распространять, передавать, изменять, построен на, или иным образом использоваться кем-либо для любой законной цели. Работа доступна под общественное достояние Creative Commons cc0
<р> Финансирование:. Эта работа была выполнена при поддержке Национального института здравоохранения грантов R01 DK067222 (http://nih.gov/) и Американской ассоциации сердца Основана Следователь 0840117N (http://www.heart.org) к MR. SK была поддержана премии исследовательского университета Президентского фонда Сент-Луис (www.slu.edu). Доноры не играет никакой роли в дизайн исследования, сбора и анализа данных, решение о публикации или подготовки рукописи
<р> Конкурирующие интересы:.. Авторы заявили, что не существует никаких конкурирующих интересов

Введение
<р> канонический сигнальный путь Wnt является ключевым регулятором клеточного судьбы, пролиферации клеток и клеточной адгезии в процессе развития и в течение взрослой жизни. Многочисленные положительные и отрицательные посредники были определены, что работа вместе для достижения жесткое регулирование передачи сигналов β-катенина. Центральная парадигма, что цитоплазматический β-катенин секвестрируется в комплексе по уничтожению, фосфорилируется GSK3β, и ориентированы на пути убиквитиновой разрушения при отсутствии сигнала Wnt. Wnt связывания ингибирует фосфорилирование и разрушение бета-катенина, позволяя ему транслоцироваться к ядру, чтобы повлиять на целевой экспрессию генов с TCF /LEF факторов (обзор Макдональд и др. [1]). Многочисленные модели мыши были созданы, чтобы изучить этот путь, включающий как усиление и потери функциональных аллелей Wnts, рецепторов Wnt, бета-катенина, и TCF /LEF транскрипционные регуляторы. Эти модели обнаружили существенную роль для канонического Wnt сигнализации в кости, волосы, кишечника, крови и рака [2]. Возникающий тема из этих исследований состоит в том, что многие биологические процессы крайне чувствительны к силе канонической передачи сигналов Wnt.
<Р> Это жесткое регулирование канонической передачи сигналов Wnt имеет важное значение для развития почек. На начальных этапах формирования почек, Wnt9b выделяется из зачатка мочеточника и сигналов клеток-предшественников в кепке мезенхимы, чтобы побудить нефроне дифференциацию. Лечение с помощью хлорида лития или активации бета-катенин может индуцировать дифференцировку нефронов в отсутствие зачатка мочеточника и Wnt9b, предполагая, что увеличение канонической передачи сигналов Wnt является достаточным для этого индуктивного случае [3], [4]. Некоторые колпачок мезенхимные клетки пролиферируют для поддержания клеток-предшественников, которые требуются для последующих итераций этого процесса [5]. Этот баланс между техническим обслуживанием клеток-предшественников и индукции дифференциации имеет первостепенное значение для того, чтобы почки образует полный комплект нефронов [5], [6], [7], [8], [9].
<Р> Несколько факторов, выраженные в колпачке мезенхимы было показано, что антагонизм Wnt-стимулированное дифференциации в том числе фактора транскрипции Six2
. Удаление Six2
приводит к внематочной дифференциации, истощением колпачка мезенхимового предшественников и почек агенезу [9]. Хотя точный механизм пока не известно, гипотеза была предложена в результате чего высокие уровни канонической передачи сигналов Wnt привода приверженность дифференциации в то время как высокая активность Six2 в одних и тех же клетках поддерживает судьбу предшественников [7]. Мы создали новую модель мыши условно гиперэкспрессией Wnt9b активировать канонический сигнальный путь Wnt. Мы использовали эту модель, чтобы проверить, является ли достаточным повышение активности Wnt9b, чтобы нарушить баланс между прародителей и дифференциации в кепке мезенхимы.
<Р> Второе место, где как активность Six2 и Wnt сигнализации играют важную роль, является пилорического сфинктера , Пилорический сфинктер формируется на дистальном конце желудка и функционирует как клапан, чтобы обеспечить правильное переваривание пищи, до ее вступления в двенадцатиперстную кишку. Дисфункция сфинктера может привести к рефлюкс содержимого двенадцатиперстной кишки в желудок, создавая повышенный риск ЖМ и рака [10], [11]. Этот регион является также местом врожденных аномалий, включая редкое заболевание первичного дуоденогастральным рефлюкса и более распространенным врожденного дефекта стеноз привратника [12]. Six2
дефицит приводит к недоразвитие пилорического сфинктера и антагонизма Wnt активности с Sfrp1 и Sfrp2 требуется шаблон желудка [13], [14]. Это привело нас к предположению, что канонический Wnt деятельность должна быть жестко регулируется в привратника подобно тому, что было предложено в почках. Чтобы проверить это, мы использовали Six2
-cre активировать Wnt9b
трансгенов в Six2
выражающий домены в почках и желудке.
<Р> Условный Wnt9b
трансгенная аллель сообщили здесь выражает Wnt9b
и GFP при активации CRE рекомбиназой. Он является биологически активным и способным спасти образование почки в Wnt9b - /-
эмбрионов. Сверхэкспрессия Wnt9b
в почке зачатка мочеточника способен индуцировать гены, связанные с разграничением колпачка мезенхимы, но не подвергается мезенхимальные-к-эпителиальной перехода (МЕТ) для получения морфологически различных везикул структур. Wnt9b
активации трансгенов в Six2
-положительные клетки вызывает кист почек и трансформация дистальных отделах желудка в проксимальном судьбы желудка. Сравнение Wnt9b
трансгены в аллеля, который производит стабилизированные β-катенина белка демонстрирует от дозы изменения генов и позволяет предположить, что эти штаммы представляют собой серию аллелей, которые должны быть ценным для модуляции канонической передачи сигналов Wnt в других тканях.

Результаты

Мыши Трансгенные выразить Wnt9b при активации CRE рекомбиназой
<р> Wnt9b трансген был построен с кислородно-СТОП кассеты [15], чтобы создать условно активный Wnt9b, который зависит от CRE рекомбинантному для выражения (рис. 1А). После активации трансген экспрессируется Wnt9b отличим от эндогенных Wnt9b, поскольку она содержит С-концевую гемагглютинина эпитоп тег и трансгенные клетки будут демонстрировать GFP флуоресценции из-за кассеты IRES-EGFP. Для того, чтобы проверить точность воспроизведения трансгена, мы исследовали CRE-зависимую экспрессию в культивируемых клетках и в естественных условиях у эмбрионов (рис. 1, б). Эпитоп-меченый Wnt9b был обнаружен в лизатов клеток котрансфицируют трансгена и плазмиды CRE, а не в одной только трансфекциях трансгенов. Точно так же, лизаты из эмбрионов, которые были положительными для обоих Wnt9b и бета-актина-CRE трансгены содержали Wnt9b-Flu, тогда как одиночный трансгены Wnt9b не сделал. GFP флуоресценции наблюдалась в Wnt9b /β-актин-положительных двойных созд эмбрионов, а не в Wnt9b однопометные (рис. 1С-F). Уровень экспрессии трансгенного Wnt9b коррелирует с интенсивностью флуоресценции GFP для каждого учредителя линии. (Рис. 1D). Четыре независимые линии основателя были не в состоянии жить β-актин-CRE тг /+, Wnt9b Tg /+ двойные гетерозиготные щенки, демонстрируя, что повсеместное повышенная экспрессия Wnt9b является эмбриональный летальный. Анализ эмбриональных стадий показали, что β-актин-CRE тг /+, Wnt9b Tg /+ двойные гетерозиготные эмбрионы были обнаружены при меньших, чем ожидалось Менделю частот на E11-E12. Один двойной гетерозиготной эмбрионов наблюдалось от создателя с очень высоким уровнем экспрессии (фиг. 1А, п = 23, ожидаемая частота 25%) и 16% наблюдались с другого учредителя (n = 25). Wnt9b /ß-актина-Cre двойные трансгенные эмбрионы имели меньшие сердца объединения крови, что указывает сердечную недостаточность, как причина смерти.

Трансгенные Wnt9b биологически активна
<р> Для того, чтобы определить, является ли трансгенная Wnt9b является биологически активные, мы тестировали, если он был способен заменить дикого типа Wnt9b
во время развития почек. Wnt9b - /-
эмбрионы обладают высокой пенетрантностью нёба и почечные фенотипы недоразвитие (рис 2.). Активация трансгенной Wnt9b в зачатка мочеточника с hoxb7
-cre спасено образование почек, но не нёба замыкание на E14.5 во всех hoxb7
-cre тг /+, Wnt9b
- /-, Wnt
9b Tg /+ эмбрионы (п = 7). Это почки конкретных спасательных подтверждает, что трансгенная экспрессия Wnt9b зависит от активации CRE, потому что небо не выражает hoxb7
-cre. Количественная ПЦР дикого типа, Wnt9b - /-
и Wnt9b - /-
, Wnt9b Т.Г. /+ трансгенные почки показало, что трансгенная Wnt9b
выражалось в 2.3- раза выше, чем уровни гена дикого типа, в то время как выражение Ret
не изменилась (рис. 2 G-I). Способность трансгенной Wnt9b сигнализировать мезенхимы заменить дикого типа Wnt9b
активность подтверждает, что он является биологически активным в естественных условиях.
<Р> Богатство данных показал, что Wnt9b и β-катенин сигнализации являются критическими индуктивные сигналы, которые инициируют дифференциацию крышки мезенхимы в эпителизируется везикул почек [4], [8], [16]. Wnt9b производится в зачатка мочеточника активирует канонический сигнальный путь Wnt в соседнем мезенхимы и приводит к экспрессии генов, которые регулируют мезенхимальные к эпителиальным переходу (Met). Таким образом, мы проверили, действительно ли избыточная экспрессия Wnt9b
в зачатка мочеточника станет сигналом к ​​мезенхимы, чтобы активировать экспрессию гена MET и содействовать повышению индукции нефронов. Wnt9b
был избыточно экспрессируется в зачатка мочеточника с помощью hoxb7
-cre: EGFP. E12.5 эмбрионы генотипированы путем количественного ПЦР-анализа, чтобы определить, если они были гемизиготной или гомозиготные по Wnt9b
трансгена и почки были собраны для анализа экспрессии генов. Мы обнаружили увеличение в зависимости от дозы Wnt9b
, что сопровождалось пропорциональным активации экспрессии генов-мишеней Wnt9b, Wnt4
, Pax8
, и Fgf8
в трех независимых бассейнах трансгенных почек (рис. 2,). Six2
выражается в недифференцированном (колпаком) мезенхимы и подавляются, как пузырек дифференциация наступает [17]. Six2
экспрессия мРНК не изменяется в hoxb7
-cre, Wnt9b
двойной трансгены. Кроме того, гены мочеточника бутон, Сход
и Wnt11
, существенно не изменяется сверхэкспрессией Wnt9b
. Удельное повышающей регуляции генов в мезенхимы подтверждает, что трансгенные Wnt9b способен сигнализировать из зачатка мочеточника, чтобы индуцировать генов, играющих важную для MET, однако, не гистологических свидетельств эктопических эпителиализация почечных везикулы не было видно (данные не показаны). Это говорит о том, что повышающая регуляция Wnt9b
в зачатка мочеточника является достаточным для активации генов в мезенхимы, но не для морфологической дифференциации почечных везикул.

неправильная экспрессия Wnt9b нарушает функцию почек и образование пилорического сфинктера активизируя каноническую -катенин сигнализации
<р> парадигма появляются в почках, что существует тонкий баланс между обновлением и родоначальником самостоятельной активации дифференцировки [6], [7], [9]. /Β-катенин путь Wnt9b необходим для дифференциации и Six2 подавляет дифференцировку на начальном этапе обязательства. Таким образом, мы предположили, что способность Six2 продвигать судьбы решений противоположной от тех, активируются высокой β-катенина активности может быть общей темой в развитии. Мы проверили эту возможность путем активации трансгенного Wnt9b
с Six2
-cre. Двойные трансгенные выразить Wnt9b
в одних и тех же клеток, которые выражают Six2
и могут нарушить процессы, которые координированно регулируются в почках и других тканях. Six2-CRE тг /+
, Wnt9b Т.Г. /+
мыши имели дистресс при отъеме и измерения массы тела были уменьшены на 39% через четыре недели (14,5 ± 3,4 г, р &л; 0,001) по сравнению с CRE-отрицательным Wnt9b Tg /+
однопометники (23,6 ± 0,7 г). Фенотипическая анализ показал, что это уменьшение массы тела было связано с пороками в желудочно-кишечном тракте и почках, два участка Six2
-cre выражение (рис. 3).

Множество кист различной размеры были видны в коре и мозговом двойных гетерозиготных почек (рис. 4, п = 11/11). Цисты преимущественно расположены в коре головного мозга и наружного продолговатого мозга и были проксимального канальца происхождения, как показано с помощью LTL-окрашивания. Поликистоз был первым очевидным вскоре после рождения (P7-10) в проксимальных сегментах нефрона (данные не показаны). Эти двойные гетерозиготные животные выставлены повышенные уровни сывороточного креатинина в (0,652 ± 0,044, р &Лт; 0,005) по сравнению с контрольной однопометников (0,119 ± 0,002) уже через ~3 недельного возраста, что свидетельствует о тяжелой почечной недостаточности. Старые животные с прогрессирующим заболеванием также содержит цисты, полученные из более дистальных сегментов, включая петли Генле (Тамм-Хорсфолл-положительных). У всех животных с недостаточностью почек передовых обследованных, мы наблюдали много собирательных канальцев полученных цисты, которые выражали аквапорин 2 или скреплённых D. Biflorus
-lectin. Так как Six2
-cre не выражается в собирающем канале, это дилатация, вероятно, вторично по отношению к дилатации в более проксимальных сегментов. Наличие кист почек в Wnt9b
трансгенных животных усиливает вывод о том, что нарушение сигнальной системы Wnt вызывает поликистоз [7], [18], [19].
<Р> Хотя кист почек были нет, пока после рождения, усиление активности канонической передачи сигналов Wnt была очевидна при E12.5, когда Six2
-cre первоначально экспрессируется. экспрессия белка Lef1 была увеличена в предварительно трубчатых агрегатов и почечных везикул структур в двойных трансгенов и была увеличена в многочисленных эктопических везикулы, образованные в стабилизированных -катенин почек (N = 3, рис. 5). От дозы увеличение экспрессии Lef1 поддерживает опубликованные данные, которые Wnt9b действующей является хотя канонический Wnt сигнального пути в развивающейся почке [7]. Отсутствие эктопических везикул структур в Wnt9b
предполагает, что трансгенных технологий Wnt9b
аллель демонстрирует умеренное воздействие на сигнализацию β-катенина по сравнению с стабилизированным β-катенина аллеля.
<р> Второй фенотип способствует снижению веса тела в Six2-CRE Tg /+
, Wnt9b Tg /+
двойных гетерозигот желудка бедствия. Желтый амниотическая жидкость наблюдалась в желудке двойных трансгенов и в виде отдельных трансгенных однопометниками (п = 6, рис. 6). Это свидетельствует о том, что дуоденогастральный рефлюкс происходило и может быть из-за неправильного формирования пилорический сфинктер. Сфинктер между желудком и двенадцатиперстной кишки была удлинена и расширена в двойном трансгенными (рис. 6, вставка). Антагонист TGF-beta, Nephrocan, который обычно выражается в очень ограниченном рисунком на E16.5, был расширен в двойных трансгенов, предполагая, что область сфинктера не был должным образом ограничен. Эта удлиненная морфология была поддержана иммуногистохимического окрашивания гладких мышц слоя, который образует плотную мышечную стенку, окружающую привратника (рис. 6 E, F). В отдельных трансгенных контроля, самая толстая мускулатура была обнаружена где ткань проявляет наибольшее сужение на сфинктер (линии). В двойных трансгенов, наблюдался густой мускулатура, но эта область была смещена от области, которая была наиболее сужены.
<Р> Mis-паттерна дефекты наблюдались также путем анализа специфических маркеров, которые отличают между проксимальным (H + /к + АТФазы) и дистальный (Альциановый синий) области желудка. Проксимального отдела желудка (корпус) содержит H + /К + АТФазы, экспрессирующих париетальные клетки, исключенные из антрального-привратника региона. С другой стороны, Антрум-привратника содержит слизистые клетки, которые окрашиваются Альциановый синим, которые не встречаются в проксимальной области [20]. Двойные трансгенные выставлены постоянные H + /K + АТФазы окрашивания и отсутствие Альциановый сине-положительной слизистой оболочки в антральном желудка-привратника, указывающий, что дистальный регион СУИ-узорной проксимальной судьбу Wnt9b
выражение. Альциановый синего окрашивания бокаловидных клеток в кишечнике была цела в одиночной и двойной трансгенов, потому что Six2
-cre не выражается в двенадцатиперстной кишке. Это неправильно структурирование позволяет предположить, что, подобно парадигме в почках, каноническая передача сигналов β-катенина определяет одну судьбу, регион forestomach, и образцы деятельности Six2 дистального идентичности. Это подтверждается доменов экспрессии этих генов, так как каноническая передача сигналов Wnt репортер проявляет высокую активность только в forestomach, и Six2
ограничивается дистального желудка и привратника [13], [14].

Если каноническая передача сигналов Wnt отвечает за гастродуоденальной с обратным холодильником в Six2-CRE Tg /+
, Wnt9b Tg /+
двойной трансгены, то пороки развития наблюдается должно быть обобщено модели мыши, которая выражает стабилизированной -катенин в том же домене ( Ctnnb1 EX3 /+
, [21]). После активации CRE, этот аллель предотвращает протеолитический распад бета-катенина и можно было бы ожидать, чтобы поднять канонической передачи сигналов Wnt в большей степени, чем только Wnt9b лиганда. Всего монтажа анализ на месте из E12.5 желудках в выявили три гена, Grem1
, Nkx 2,5
и Gata3
, которые обычно выражаются в тонкой полосе демаркации область, которая станет сфинктера (п = 8, рис. 7). Внематочная выражение Wnt9b
подавлено антагонист BMP Grem1
и транскрипционный фактор Gata3
в этой области, и эти гены были дополнительно подавляются при передаче сигналов β-катенина была увеличена. Разложение в зависимости от дозы наблюдалась для фактора транскрипции Nkx2.5
в обоих мутантов. Гены, которые были локализованы исключительно в кишечнике ( виллин
) или к forestomach ( Bmp4
) были не изменены либо мутанта (данные не показаны). Увеличение канонической передачи сигналов Wnt в антральном желудка и привратника была подтверждена путем выделения этого региона и проведения количественной ПЦР. Канонические гены-мишени Wnt, которые активируемых в стабилизированного β-катенина аллеля, Lef1
и Axin2
, были также повышены в привратника области Six2
-cre Т.Г. /+, Wnt9b Tg /+ двойной трансгены [ Lef1
, 2,0 ± 0,25 и Axin2
, 1,4 ± 0,06 (n = 6)]. Вместе доза реагирующих изменения экспрессии генов, наблюдаемые в области привратника в Wnt9b
трансгенов и стабилизированных β-катенин эмбрионов демонстрируют, что увеличение канонической передачи сигналов Wnt разрушает дистального желудка и развитие пилорического сфинктера.

Обсуждение

Эти результаты описывают создание новой модели мыши, который условно активирует канонической передачи сигналов Wnt. <ЕМ> Wnt9b
трансген индуцируется при воздействии CRE рекомбиназой и выражает GFP как маркер индукции. Он также сохраняет полную биологическую активность, поскольку она может спасти Wnt9b - /-
фенотипы в почках. Эти мыши были сохранены в нашей колонии более года и вызывают Wnt9b
выражение при разведении в нескольких различных штаммов CRE. Мы использовали этот новый штамм, чтобы активировать передачу сигналов Wnt в Six2
-позитивных клеток и обнаружили вредные эффекты в почках и желудке.
<Р> В почках, Wnt9b выделяется из мочеточника бутон эпителия чтобы побудить соседние ячейки колпачок мезенхимы предшественников для инициирования дифференцировки. В поддержку этой модели, наши в естественных условиях усиления из-функции исследования показывают, что Wnt9b
активирует ранние маркеры почечной везикул дифференцировки, такие как Wnt4
, Fgf8
и Pax8
. Однако, даже если гены почечных везикул, индуцированные Wnt9b
трансген, мы не наблюдали морфологическое доказательств увеличения или внематочной формирования почечной везикул, как сообщалось для Six2
мутанты [9]. В дополнение к Wnt индуктивного сигнала, факторы, которые поддерживают почечную пул клеток-предшественников (например, Six2
) также должны быть подавлена, чтобы полностью вызывать образование везикул почек. Six2
выражение не меняется в нашем Wnt9b
трансгенной и таким образом, может объяснить, почему увеличение Wnt9b не приводит к внематочной почечных везикул. Внематочная индукция маркеров почечных везикул индуцируется путем активации бета-катенина в Six2
-положительным метанефрической мезенхимы с помощью стабилизированного β-катенина аллель [4] Таким образом, разница между этими двумя амплитудно-оф-функции экспериментов может относиться к той степени, в которой они активируют канонический Wnt активность. Кроме того, вполне вероятно, что активация канонической передаче сигналов Wnt9b в метанефрической мезенхимы индуцирует ингибирование обратной связи, как было отмечено в других Wnt чувствительных тканей, таким образом, предотвращая индукцию полной программе дифференцировки [22]. Последние данные подтверждают эту идею ингибирования обратной связи, так как Wnt9b сигнализации /β-катенина необходим не только для дифференциации метанефрической мезенхимы, но как это ни парадоксально тот же сигнал также необходим для поддержания или расширения почечной пула клеток-предшественников [7]. Мы полагаем, что стабилизированный β-катенин, действуя вниз по течению в пути, может обойти эти регуляторные механизмы. Эти возможности могут быть проверены в ходе будущих исследований в которые сравнивают вниз по течению активации генов в клетках почечных клеток-предшественников с помощью Wnt9b
трансген и стабилизировали β-катенин усиления из-функции мышей.
<Р> возмущениями в канонической Wnt-сигнального пути, как было показано, что важную роль в патогенезе почечной кистозной болезни (обзор Patel и др. [23]). Трансгенные экспрессия стабилизированной бета-катенина или недостаточности APC в почечных канальцах эпителий приводит к почечной кистозной болезни, подтверждает вывод, что эктопической канонической передачи сигналов Wnt, является достаточным для cystogenesis [18], [19]. Почечная недостаточность и кистозная дилатация в Six2
-cre тг /+, Wnt9b Tg /+ двойные гетерозиготы дополнительно подтверждает гипотезу о том, что активируемых каноническая передача сигналов Wnt вызывает кист. Срыв неканонической передачи сигналов Wnt (PCP) пути также имеет важное значение в формировании почечных кист [24]. Таким образом, вполне возможно, что образование цист в нашей модели не просто из-за активации канонической передачи сигналов, но является результатом срыва относительного равновесия между канонической и неканонической сигнализации. В поддержку этой идеи, гены, которые мутировали в наследуемых форм кистозной болезни ( PKD1
, PKD2
, PKHD1
, Inversin
) локализуются в ресничек и эти органеллы были недавно показали, чтобы иметь возможность регулировать баланс между канонической и неканонической передачи сигналов Wnt [25], [26].
<р> был серьезный фенотип почки, даже если Wnt9b
экспрессия мРНК увеличивается ~2 раз в нашем трансгена, что указывает на относительно низкий уровень, постоянная активация этого пути приводит к почечной дисфункции. Этот уровень повышающей регуляции Wnt9b в зачатка мочеточника с помощью hoxb7
-cre не производит цисты, предполагая, что cystogenesis в собирательных трубочек в Six2
-cre Tg /+, Wnt9b Tg /+ двойной трансгены, вероятно, вторичный эффект дилатационной трубчатых сегментов (данные не показаны). В подтверждение этого, в послеродовых день 7-10 животных, кистозная болезнь проявляется только в трубчатых сегментов проксимальных к собирательных канальцев. Подобно поликистоза почек у пациентов, трансгенные мыши развилась тяжелая почечная недостаточность, несмотря на то, что большинство нефронов не развиваются кисты. В этой связи возникает вопрос о том, является ли почечных канальцев без явных кист являются ненормальными и вносят значительный вклад в прогрессивное функциональных нарушений при этих расстройствах. Недавние исследования показывают, что взрослые канальцах эпителий выражают Wnt9b, Frizzled рецепторы и LRP5 /6 корецепторы, которые способны опосредовать канонический Wnt сигнализации в ответ на острой ишемического повреждения [27]. В этой установке сигнализации Wnt способствует восстановлению канальцев и регенерации. Тем не менее, сигнальную активность Wnt, также участвует в развитии фиброза почек после травмы, такие, как и в модели ОМО [28]. В целом, эти исследования подчеркивают важность регулирования сигналов Wnt во взрослой почки, чтобы сбалансировать полезные ответы, такие как ремонт /регенерации и неадекватные реакции, приводящие к фиброзу и хронической дисфункции органов.
<Р> пилорического область желудка представляет критическая граница, которая отделяет желудок от кишечника. закрытие сфинктера, когда пища болюс попадает в желудок дает правильного пищеварения перед транзита в тонкой кишке. Молекулярные основы для формирования этой дискретной области не очень хорошо понимал, хотя некоторые детали появляются. Эти результаты свидетельствуют о том, что жесткий контроль сигнализации Wnt имеет жизненно важное значение для развития привратника. Канонический Wnt обнаруживается активность на глазном дне и тела (корпуса), но исключены из дистального желудка и привратника желудка [13]. В Barx1
- /- мышей, желудок мал, антральная-Corpus граница размыта и есть агенезию пилорического сфинктера. Исследования Elegant рекомбинационных ткани позволяют предположить, что эти фенотипы являются результатом потери экспрессии Wnt антагонистов Sfrp1 и Sfrp2. Однако, так как Barx1
дефицит имеет глобальные последствия для развития передней кишки, не было ясно, если понижающей регуляции канонического Wnt активности конкретно требуется для формирования привратника. Наши исследования более непосредственно проверили эту возможность путем охвата внематочной Wnt активности в ограниченной области только впереди привратника с Six2
-cre.
<Р> Мы обнаружили, что внематочная Wnt активность специфически разрушает образование пиларическим сфинктера при отсутствии глобальных дефектов в развитии желудка. Таким образом, понижающая регуляция канонического Wnt активности требуется шаблон пилорической, который отделяет желудок от кишечника. Эктопическая экспрессия лиганда Wnt9b и стабилизировали -катенина у трансгенных мышей может преодолеть последствия секретируемых эндогенных Wnt антагонистов Sfrp1 /2, в соответствии с моделью, предложенной Ким и др [13]. Подобно нашим результатам, в Six2
мутанты там пониженную экспрессию Nkx2.5
и Gremlin
, гены, которые важны для развития пилорического сфинктера у кур [14] , [29]. Это говорит о том, что Six2
и Wnt
регулирует общий генетический каскад в презумптивной пилорического сфинктера. Мы постулируем, что важная функция Six2
может интерпретировать канонические сигналы Wnt в различных контекстах развития.
<Р> активируемых каноническая передача сигналов Wnt также было показано оказывать неблагоприятное воздействие на селезенку и развитие поджелудочной железы [30]. В подтверждение этого, селезенки и поджелудочной железы недоразвитие также наблюдалось в Six2
-cre, Wnt9b
би-трансгенных мышей (данные не показаны). Так как Six2
-cre не экспрессируется в этих тканях, это говорит о том, что сигналы от мезенхимы задней желудка может повлиять на селезенки и поджелудочной железы во время развития. Это подтверждают гипотезу о том, что пилорическая область может выступать в качестве организатора для формирования этих вспомогательных органов. Во время развития клеток-предшественников, селезенка скоротечно ассоциировать с пилорической, до их миграции в левой части живота, где они конденсируются [31]. Хотя мы не обнаружили Six2
-cre выражение в селезенке зачатка или мезотелием, мы не можем исключить, что кратковременное выражение Six2
-cre в этих регионах несет ответственность за дефекты в селезенки и поджелудочной железы , Будущие исследования необходимы, чтобы непосредственно проверить эти возможности.

Таким образом, мы разработали новую модель мыши, которая позволяет временной и пространственной экспрессии Wnt9b. В развивающихся почках, трансгенная Wnt9b
может вызвать раннее MET экспрессии генов в Six2
-позитивных почечных клеток-предшественников, но это не является достаточным для активации полной дифференциации программы. Стойкие выражение Wnt9b в Six2
-позитивных клеток приводит к кист почек и тяжелой недостаточности органов. В желудке, эктопической Wnt, β-катенин активность в пилорической изменяет образование сфинктера и дистальный кучность желудка. В совокупности эти данные подчеркивают важность жесткого контроля активности Wnt и предполагают, что Six2 и β-катенин участвуют в органной кучность в различных контекстах.

Материалы и методы исследования

Этика заявление
<р> исследования на животных были одобрены уходу и использованию животных комитета университете Сент-Луиса (протокол 1460) и Сент-Луисе VA (протокол 0305). Все процедуры с участием животных были в соответствии с институциональными защиты животных правил, стандартов и политики.

Мыши

Wnt9b
трансгенные мыши скрещивались каждому из трех различных CRE линий [32 ]. 1) β-actin- CRE был использован для выражения Wnt9b Повсеместно (рис 1, [33]) 2) hoxb7
-cre:. EGFP был использован для сверхэкспрессии Wnt9b в его эндогенного месте в почках, мочеточника почка (рис 2, [34].), и 3) BAC Six2
-cre: EGFP трансген был использован, чтобы выразить Wnt9b экзогенно в желудке и почках (рис 3, 4, 5, [. ,,,0],35]).

Желудок Статья

Other Languages