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

PLoS ONE: ретиноевой кислоты-активированный Ndrg1a репрессирует Wnt /-катенин сигнализации для обеспечения Xenopus поджелудочная железа, Пищевод, желудка, двенадцатиперстной кишки Спецификация

Абстрактные
<р> Как клетки интегрировать несколько сигналов формирования паттерна для достижения ранней энтодермы районирование остается в значительной степени неизвестны. Между гаструляции и нейруляции, ретиноевой кислоты (RA) сигнализации требуется, в то время как передача сигналов Wnt /β-катенин должен быть репрессирован для спецификации поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и зачатков в Xenopus
эмбрионов. В попытке скрининга для RA регулируемых генов в Xenopus
эндодермы, мы определили прямую ген-мишень RA, N-Myc вниз по течению регулируемый ген 1a ( ndrg1a
), которые показали экспрессию в начале архентерона крыши эндодермы и в конце развивающейся поджелудочной железе, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. Оба антисмысловой морфолино олигонуклеотида опосредованной нокдаун ndrg1a
в Xenopus Laevis
и активатора транскрипции, как эффекторные нуклеазы (Talen) опосредованного нарушению ndrg1
в Xenopus tropicalis
показывают, что, как сигнализации RA, Ndrg1a конкретно требуется для спецификации Xenopus
поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и зачатков. Данные иммунофлюоресценции показывают, что RA-активированный Ndrg1a подавляет Wnt сигнализации /β-катенина в Xenopus
архентерона крыша эндодермы клетки. Блокировка Wnt сигнализации /β-катенин спасено Ndrg1a нокдаун фенотип. Кроме того, избыточная экспрессия предполагаемой мишени Wnt /β-катенин гена ATF3 phenocopied нокдаун Ndrg1a или ингибирование передачи сигналов RA, в то время как ATF3 нокдаун может спасти Ndrg1a нокдаун фенотип. И, наконец, поджелудочной железы /желудка /двенадцатиперстной кишки фактор транскрипции Pdx1 смог спасти ATF3 экспрессией или Ndrg1a нокдаун фенотип. Вместе мы приходим к выводу, что RA активированный Ndrg1a репрессирует Wnt /-катенин сигнализации для обеспечения спецификации поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и клетки-предшественники в Xenopus
эмбрионов
<р> Цитирование:. Чжан T , Го X, Y Чен (2013) ретиноевой кислоты-активированный Ndrg1a репрессирует Wnt /-катенин сигнализации для обеспечения Xenopus
Поджелудочная, Пищевод, желудок, двенадцатиперстную кишку и спецификации. PLoS ONE 8 (5): e65058. DOI: 10.1371 /journal.pone.0065058
<р> Редактор: Майкл Шуберт, Laboratoire де Biologie дю Développement де Вильфранш-сюр-Мер, Франция
<р> Поступило: 29 декабря 2012 года; Принято: 22 апреля, 2013 года; Опубликовано: 31 мая, 2013
<р> Copyright: © 2013 Чжан и др. Это статья с открытым доступом распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution, которая позволяет неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что оригинальный автор и источник кредитуются

Финансирование:. Эта работа была поддержана за счет средств Национальной программы фундаментальных исследований Китая (2009CB941200) и Национального фонда естественных наук Китая (31271554). 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> регионализация энтодермы происходит одновременно с его образованием в процессе гаструляции. К концу гаструляции, широкая передне-задней (AP) домены в пределах энтодермы были установлены, как это отражается в переднем выражение HHEX
, vpp1
, Sox2 <бр> и Foxa2
и выражение задней элемента Хвостовой типа гомеобоксного
гены Cdx1
, 2
, и 4
[1], [2], [3]. В конце концов, эндодермы приводит к эпителии дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта и связанных с ними органов, таких как щитовидной железы, легких, поджелудочной железы, печени и желчного пузыря. Линия трассировки для позвоночных животных энтодермальной органогенеза во многом зависит от жизненно важных исследований картирования судьба красителя маркировки на основе [4], [5], [6], [7], [8]. Раннее выражение HHEX
и vpp1
в Xenopus
эмбрионы могли бы служить для отражения исходных продуктов для печени и поджелудочной железы брюшных, соответственно [3]. До сих пор существует несколько генов специфических маркеров сообщили, которые могут разграничить предшественники для спинных поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки во время гаструляции и нейруляции.
<Р> ретиноевой кислоты (RA) сигнализации играет консервативную роль в формировании паттерна AP позвоночных энтодерма уже в гаструляции [9]. Исследования в области лягушки, птичий и мышах показывают, что передача сигналов RA конкретно требуется для формирования дорсальной поджелудочной железы, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки зачатки [10], [11], [12], [13], [14], [15]. В данио, передача сигналов RA до конца гаструляции требуется для начального развития как функции печени и поджелудочной железы энтодермы [16]. RA активируется экспрессия RA-фермента, разрушающего Cyp26a1
в переднем багажнике энтодермы в свою очередь, модулирует передачу сигналов RA и определяет переднюю границу поля поджелудочной железы у эмбрионов данио рерио [17]. mnx1
идентифицируется как ниже по течению гена РА, который способствует образованию бета-клеток в развивающемся данио эндокринной поджелудочной железы [18], в то время как ген RA вниз по течению exdpf
регулирует развитие экзокринной части поджелудочной железы рыбы [19]. Целевыми энтодермальная RA гены, которые опосредуют ранние деятельность сигнализации РА указать поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и Anlagen собственно предстоит идентифицировать.
<Р> сигнализации Canonical Wnt также играет важную роль в А.П. паттернировании позвоночное эндодермы. У мышей, соединение выбивание Tcf1
и Tcf4
привело к передней трансформации двенадцатиперстной кишки в желудок практически без кишечника, разработанной [20]. Желудок мезенхимальных фактор транскрипции Barx1 опосредованную секрецию Wnt антагонистов SFRP1 и SFRP2 требуется для ингибирования энтодермальную Wnt сигнализации /β-катенина и, таким образом, чтобы обеспечить спецификацию желудка эпителия [21]. Последовательно, в Xenopus
, Wnt сигнализации /β-катенин должен быть репрессирован в передней энтодермы между гаструлы и ранней сомитных стадиях развития, чтобы обеспечить образование печени, а также поджелудочной железы, желудка, двенадцатиперстной кишки и зачатков [ ,,,0],22], [23]. Секретируется Wnt антагонистом Sfrp5
выражается в вентральной энтодермы передней кишки координирует печени и поджелудочной железы вентральной спецификации антагонистическим как каноническую и неканонического сигнализации Wnt [24], [25]. Кроме того, было показано, что RA может подавлять Xenopus
бластула сигнализации Wnt /β-катенин [26].
<Р> N-Myc вниз по течению регулируемый ген 1 (NDRG1) принадлежит к белку NDRG семья, состоящая из четырех членов, NDRG1-4, которые характеризуются тем, что содержит домен NDR и α /β гидролазы-кратный мотив [27]. NDRG1
является RA-индуцируемых генов в различных клеточных линиях и человеческих пациентов [28], [29], [30], [31]. Ndrg1
дефицит у мышей приводит к дисфункции Шванн клеток, предполагая, что NDRG1 имеет важное значение для поддержания миелиновых оболочек периферических нервов в [32], [33]. Ndrg1
-null мыши также показали нарушенную созреванию тучных клеток и дегрануляции и ослабленные аллергические реакции [34]. В Xenopus
, ndrg1
был идентифицирован как ген, обогащенный для экспрессии в энтодерме и предпочки [35], [36]. Недавнее исследование с использованием раковых клеточных линий, показывает, что ген-супрессор метастазирования опухоли, NDRG1, репрессирует передачу сигналов Wnt /β-катенина, непосредственно взаимодействующей с рецептором, Wnt, LRP6, следовательно, вызывает подавление гена-мишени Wnt /β-катенина, ATF3
выражение [37]. Активация фактора транскрипции 3 (ATF3) принадлежит к ATF /циклического АМФ отзывчивым элемента связывания семейства основных лейциновой молнии факторов транскрипции. Он представляет собой адаптивный ген ответ и может действовать и как транскрипционный активатор или репрессор в зависимости от типа клеток и стимул [38], [39], [40]. ATF3
нокаутных мышей развивались нормально и не показали каких-либо различимых фенотипов при нормальных условиях [41]. В противоположность этому, трансгенные мыши, экспрессирующие ATF3 в печени, поджелудочной железы эпителия протоков, или панкреатических -клеток приводит к дисфункции печени, дефекты развития эндокринной поджелудочной железы или островковых дисфункции, соответственно [41], [42], [43].
<р> в этом исследовании мы использовали микрочип ДНК в сочетании с целой монтировки гибридизация для скрининга RA регулируемых генов в Xenopus
энтодермы. ndrg1a
был идентифицирован и проверенными будучи непосредственно активируется RA в энтодермы крыши и первичная кишка в конце развивающейся поджелудочной железе, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. Мы предоставляем доказательства причастности, что RA-активированный Ndrg1a репрессирует Wnt сигнализации /β-катенина в энтодермальных клетках первичная кишка крыши и, следовательно, освобождает угнетающее действие сигнализации /β-катенин деятельности Wnt на формирование поджелудочной железы, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки.

Результаты

ndrg1a
А.Н. отрегулированный Gene Р.А., экспрессируется в начале энтодермальная архентерона крыши
<р> Что касается энтодермальной органогенеза, Xenopus
эмбрионы, обработанные антагонистом РА, BMS453, до конца гаструляции отображается специфическая потеря спинного поджелудочной железы и часть вентральной поджелудочной железы, желудка, двенадцатиперстной кишки [10]. Для того, чтобы идентифицировать RA регулируемые гены в эндодермы, мы сначала сделали микрочипов анализ сравнения уровней экспрессии генов между дикого типа и RA-дефицитных эмбрионов, которых лечили BMS453 в начале гаструляции и были собраны на этапах 12, 23, и 34, соответственно, , Полученные данные свидетельствуют о том, что гены, понижающей регуляции более чем в 2 раза в трех различных стадиях показали ограниченное перекрытие (рис. S1 и таблица S1). У эмбрионов, собранных на стадии 23, есть 138 генов, которые были вниз регулируется более чем в 2 раза после обработки BMS453. Согласно структурной и функциональной информации 138 генов "в базе данных NCBI, мы дали приоритеты факторов транскрипции, киназ, РНК связывающие белки, трансмембранные белки, а также гены, показывающий экспрессию энтодермальную, и, таким образом, выбрало 9 генов (таблица S1) в дальнейшего анализа их эмбриональных паттерны экспрессии по всей горе гибридизация. Один из них, ndrg1a
, показал конкретное выражение в начале энтодермы первичная кишка крыши (рис. 1В), которая не была обнаружена в предыдущих исследованиях, предположительно из-за недостаточной чувствительности всей горе техники гибридизация в предыдущем публикации [35], [36]. В соответствии с отчетом из лаборатории Цорна [35], наши данные свидетельствуют о том, что ndrg1a
транскрипты были обнаружены в дорсальной энтодермы на ранней стадии хвостовой почки развития (рис. 1C, D, E, G). В конце хвостовой почки и головастиков стадиях развития, в дополнение к его экспрессии в глаза, проктодеум предшественников и предпочки, ndrg1a
показал конкретное выражение в глотки, пищевода, поджелудочной железы, желудка, двенадцатиперстной кишки (рис. 1E , F, H, I, J). Нам не удалось обнаружить ndrg1a
выражение в печени [35]. Вместо этого, очевидно, ndrg1a
сигнал наблюдался в развитии желчного пузыря (рис. 1I, J).

ndrg1a
Экспрессия в архентерона Крыша эндодермы клеток непосредственно Активируется RA
<р> Для дальнейшей проверки данных микрочипов, мы проанализировали ndrg1a
выражение в BMS453 и RA обработанных эмбрионов на всей горе гибридизация. При обработке BMS453, нет ndrg1a
транскрипты были обнаружены в клетках энтодермы первичная кишка крыши (рис. 2е) и только следы ndrg1a
мРНК оставались в дорсальной энтодерме стадии 22 эмбрионов (рис. 2H) , В дальнейшем, ndrg1a
выражение было полностью подавлено в спинных поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и частично ингибируется в вентральной поджелудочной железы (рис. 2K, N). В противоположность этому, другой антагонист BMS493 RA может только частично ингибировать ndrg1a
выражение в поджелудочной железе, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки [11]. Кроме того, ndrg1a
Выражение в pronephric проксимальных канальцев также сильно тормозится BMS453 (рис. 2 н). Следует отметить, что ndrg1a
выражение в глаза, головного мозга, и желчный пузырь был менее подвержен влиянию при обработке BMS453 (рис. 2к, п). Это обычное явление, что для генов, экспрессирующих в поджелудочной железе, а также в глаза и центральной нервной системы, таких как ndrg1a
, esr10
, NeuroD
, и Ptf1a /p48
, только их поджелудочная экспрессия подавляется при обработке BMS453 (рис. 2K, N и [10]). С другой стороны, применение RA к Xenopus
эмбрионы индуцируется значительное расширение ndrg1a
домены экспрессии в энтодерме первичная кишка крыши (рис. 2F), спинные эндодермы (рис. 2I), поджелудочной железы, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки (рис. 2 л, О). Таким образом, передача сигналов RA необходимо и достаточно, чтобы активировать ndrg1a
выражение в энтодермальных клетках первичная кишка крыши.
<Р> Чтобы решить, если RA может непосредственно регулировать ndrg1a
выражение, мы относились к Xenopus
эмбрионы с циклогексемида (CHX), ингибитор синтеза белка, за 15 минут до применения RA. Наши данные свидетельствуют о том, что РА индуцируется расширение ndrg1a
выражение в крыше первичная кишка энтодермы не была затронута СНХ (рис. 2с), поддерживая идею, что RA непосредственно активирует ndrg1a
выражение в архентерона энтодермы крыши клетки. Действительно, элемент ответа RA был идентифицирован в Xenopus tropicalis ndrg1
область промотора (AGTTCAacAGTTCA -1496bp к -1509bp). В отличие от Xenopus Laevis
, диплоидного Xenopus tropicalis
имеет один гена ndrg1
.

ndrg1a
нокдаун в Xenopus
Эмбрионы фенокопирует BMS453 Лечение
<р> Для создания ndrg1a
морфанты, мы приобрели два ndrg1a
антисмысловой олиго морфолино (MO) из Gene Tools. Один охватывает старт-кодон ATG (MO1), а другой (MO2) размещает в нетранслируемой области 5 ' ndrg1a
кДНК. Их эффективность была проверена с помощью анализа в естественных условиях, в которых кодирующая последовательность GFP был слит с сайтом связывания Мо и полученную мРНК совместно вводят с МО в Xenopus
оплодотворенных яиц оценить живую трансляцию GFP у эмбрионов , Оба MO1 (рис. 3В) и MO2 (рис. 3F) были способны эффективно ингибировать трансляцию GFP открытой рамки считывания ниже соответствующего MO1 или MO2 связывания последовательностей, соответственно, в то время как управление МО (Como) не в состоянии сделать так (рис. 3A, E).
<р> чтобы проверить, если Ndrg1a может функционально передачу сигналов RA указать энтодермы передней кишки, мы вводили MO1, mo2 или Como по отдельности в растительном части всех четырех бластомеров эмбрионов 4-клеточной стадии, собранные эмбрионы на этапах 36 и 42, и анализировали с помощью панели энтодермальных маркерных генов. Ptf1a
/ p48
является специфическим для панкреатических клеток-предшественников во время раннего эмбриогенеза, а затем становится ограниченной экзокринной поджелудочной железы [10], [44], [45]. Pdx1
специфически разграничивает разработки поджелудочной железы, желудка и двенадцатиперстной кишки [46]. инсулина
, эндокринные маркерный ген, экспрессируется исключительно в дорсальной панкреатической бутон Xenopus
стадии хвостовой почки эмбриона [47], [48]. PDIP
является экзокринных поджелудочной железы специфический ген-маркер [49]. Sox2
отмечает пищевода, желудка и переднюю часть двенадцатиперстной кишки [50]. darmin
является кишечник специфический ген-маркер [35], [51]. HHEX
служит печени и щитовидной маркерного гена [52]. nkx2
. 1
метки развивающихся легких и щитовидной железы [53].
<Р> Полученные данные свидетельствуют о том, что MO1 и MO2 одинаково эффективно упразднен инсулин
, Ptf1a
/ p48
, PDIP
, Pdx1
и Sox2
выражение в поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, но оказали незначительное влияние на darmin
, HHEX
, и nkx2
. 1
выражение в кишечнике, печени, щитовидной железы и легких, который является очень похож на эффект от BMS453 (рис. 4А и [10]). Единственное отличие состоит в том, что нет вентральной панкреатический выражение Ptf1a
/ p48
, PDIP
или Pdx1
наблюдался в ndrg1a
морфантов, но следы Ptf1a
/ p48
, PDIP
и Pdx1
выражение в вентральной панкреатических почек поддерживали в BMS453 лечение эмбрионы (рис. 4, и [10]). Морфологическое фенотип ndrg1a
нокдауна также напоминает лечение BMS453. Эмбрионы, инъецированные MO1 или МО2 оказались нормальными перед тем стадии 40, а затем отображаются тяжелые пороки развития кишечника с потерей кишечника навивки и образования отека (рис. 4B и [10]). Как MO1 и MO2 вызвали одинаковые фенотипы, мы использовали MO1 для проведения исследования отдыха. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что RA и Ndrg1a находятся в той же генетической иерархии в управлении поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и развитие.
<Р> Инъекция даже 4 нг ndrg1a
мРНК в Xenopus
эмбрионы не вызывал ни морфологические аномалии, ни выражение изменения генов-маркеров проанализированы (рис. S2A, В). Со-инъекция <ЕМ> ndrg1a
мРНК с его ОЧ не может спасти фенотип MO либо (данные не показаны). Кажется, что нам не удалось получить функциональный белок Ndrg1a в Xenopus
эмбрионы через процедуру протокола инъекции мРНК, которая работает для большинства, если анализируется не все другие гены. Ndrg1a-GFP конструкция показали, что белок был получен (рис. S3) .Мы недавно создали Talen опосредованной ген ориентации в Xenopus
[54]. Для дополнительной проверки фенотипа MO, мы разработали ndrg1
Таленс в третьем экзоне <ЕМ> Xenopus tropicalis ndrg1
гена (фиг. 5А), который эффективно вызванной соматические мутации в целевом локусов (рис. 5В). В соответствии с фенотипа МО, полученного в Xenopus Laevis
эмбрионы, инсулина
и Pdx1
выражение было серьезно тормозится в ndrg1
мРНК Talen впрыскивается Xenopus tropicalis
эмбрионов (рис. 5C), хотя и с более низкой частотой по сравнению с МО впрыскивается те, которые произошли также к применению Ptf1a /p48
Таленс в нашем предыдущем исследовании [54]. Стабильная ndrg1
Нокаут лягушка линии еще предстоит установить. Мы рассекали 25 лягушата, которые показали, поджелудочной железы, желудка и двенадцатиперстной кишки, гипоплазия или даже аплазия, но с нормальной печени и желчного пузыря, разработанной (рис. 5D). Таким образом, эти данные подтвердили ndrg1a
MO фенотип, полученный в Xenopus Laevis
.

RA Активированный Ndrg1a репрессирует Wnt /β-катенина Signaling в архентерона Крыша эндодермы клеток, чтобы позволить Поджелудочная железа , Пищевод, желудка, двенадцатиперстной кишки Спецификация
<р> механистически, NDRG1 могут взаимодействовать с LRP6 рецептора Wnt и блокировать Wnt сигнализации /β-катенина в линиях раковых клеток [37]. Для того, чтобы спросить, если RA активированный Ndrg1a может подавлять Wnt сигнализации /β-катенина в Xenopus
эмбрионов, мы сравнили уровни ядерного β-катенина в ndrg1a
положительные первичная кишка крыша энтодермальные клетки стадии 20 эмбрионов, которые были подвергают RA, лечению BMS453 или инъекции MO1. Иммунолокализация ядерного -катенина является надежным методом для характеристики сигнальную активность Wnt /β-катенина в Xenopus
эмбрионов [55]. В выбранной области крыши энтодермы первичная кишка, несколько клеток показали, β-катенина окрашивание ядерной при нормальных условиях, который стал в дальнейшем менее при лечении РА. В отличие от этого, количество ядерных β-катенин-положительных клеток в архентерона энтодермы крыши значительно увеличена при обработке BMS453 или MO1 инъекции (рис. 6а, б). В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что RA и Ndrg1a репрессировать передачу сигналов Wnt /β-катенина в Xenopus
архентерона эндодермы клетки крыши.
<Р> Чтобы проверить, если RA, Ndrg1a и Wnt /β-катенин сигнализации являются функционально связаны между собой в том же каскаде в управлении поджелудочную железу, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и спецификации, мы совместно впрыскивается ndrg1a
MO1 с GR-ΔNTcf3, доминантной негативной формы Tcf3 слита с гормонально-связывающий домен глюкокортикоидных рецепторов служит для подавления Wnt сигнализации /β-катенина при дексаметазона индукции [56]. Наши данные указывают на то, что подавляя Wnt сигнализации /β-катенин спасены <ЕМ> ndrg1a
нокдаун фенотип (фиг. 7А, В). Внематочная активация nkx2
. 1
(рис. 7B44, 45), Sox2
(рис. 7A19, 20 и B24, 25), и FOXA1
(рис. 7B14, 15), фактор транскрипции Forkhead маркировки желудка, двенадцатиперстной кишки и проктодеум [44], коррелирует с потерей darmin
выражения (рис. 7A24, 25, 7B29, 30 ) после инъекции 0,25 нг мРНК GR-ΔNTcf3. В соответствии с предыдущим исследованием [22], более высокая доза (0,8 нг) GR-ΔNTcf3 мРНК необходим для индукции эктопической экспрессии Pdx1
и for1
, печени специфического маркера гена [ ,,,0],22], [57], в Xenopus
эмбрионов (данные не показаны).
<р> в полном согласии с ранее исследования [22], активация канонического Wnt сигнализации в Xenopus
энтодермы путем вегетативного инъекции 0,5 нг GR-LEFΔN-βCTA мРНК, содержащей Lef1 ДНК-связывающий домен и домен β-катенин трансактивационную [58] в 4 бластомеры эмбрионов 4-клеточной стадии привело к идентичным фенотипом, вызванной Ndrg1a нокдаун в контексте поджелудочной железы, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки (рис. 7, а, б). Эффект подавления Wnt сигнализации /β-катенина на формирование печени (рис. 7A27, 32, B32, 37) и легких (рис. 7A37, В42), не был замечен в Ndrg1a морфантов, предполагая, что в начале репрессий Wnt /сигнализации β-катенин на территории печени и легких, образуя эндодермы осуществляется факторами, кроме RA активированных Ndrg1a. Взятые вместе, эти данные свидетельствуют о том, что передача сигналов Wnt /β-катенин находится ниже по потоку Ndrg1a и подавляется Ndrg1a, чтобы позволить спецификацию поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки.

ATF3, мнимого Wnt /β- катенин гена-мишени в Xenopus
Эмбрионы, в частности Угнетает Xenopus
Поджелудочная, Пищевод, Желудок и Aduodenum Спецификация

было показано, что ATF3, мишень /β-катенин Wnt гена в линиях раковых клеток [37], можно либо транскрипционно репрессируют Pdx1
выражение [59] или физически взаимодействовать с Pdx1 блокировать Pdx1 опосредованного трансактивация в мышиной линии β-клеток [60]. Во время Xenopus
эмбриогенез, ATF3
практически не обнаруживается вся гора гибридизация (рис. S4). ОТ-ПЦР анализ показал, что ATF3
выражение вверх регулируется при ndrg1a
нокдаун или β-катенин избыточная экспрессия в Xenopus
эмбрионы (рис. 8А). Мы нашли сайты связывания три ядра TCF /Lef (5'-A /TA /T CAAAG-3 ') в Xenopus tropicalis ATF3
область промотора, который местонахождение на -1467 п.о. (TACAAAG), -5591 пар оснований ( AACAAAG) и -8889 п.о. (AACAAAG), соответственно. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что ATF3
также Wnt /β-катенин ген-мишень в Xenopus
эмбрионов. Поразительно, избыточная экспрессия ATF3 в Xenopus
энтодермы привело к полной потере инсулина
, Ptf1a
/ p48
, PDIP
, Pdx1
, FOXA1
и Sox2
выражение в поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, но не было никакого очевидного эффекта на darmin
, HHEX
, и nkx2
.
1 выражение (рис. 8Б, C), который просто идентичен ndrg1a
нокдаун фенотип (рис . 4А). Что еще более важно, ATF3
MO, который в одиночку, вызванные незначительное воздействие на экспрессию генов-маркеров анализируемого, удалось спасти инсулина
, Ptf1a
/ p48
, PDIP
, FOXA1
, и Sox2
выражение ингибируется ndrg1a
МО (рис. 9А, В). Кроме того, Pdx1 смог спасти ATF3 экспрессией или Ndrg1a нокдаун фенотип по отношению к Ptf1a
/ p48
, PDIP
, FOXA1
, и Sox2
выражение для инсулина
(рис. 9А, в), за исключением. Известно, что Pdx1 не является ни необходимым, ни достаточным условием для активации ранних Insulin
выражение Xenopus
эмбрионов [44]. В целом, наши данные свидетельствуют о эпистаз, что RA активированный Ndrg1a репрессирует передачу сигналов Wnt /β-катенина и, следовательно, освобождает подавление активности Wnt /-катенина деятельность сигнализации, которые могут быть частично опосредованного ATF3, на поджелудочной железы, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки образование.

Обсуждение

ndrg1a
непосредственно активируется RA в архентерона крыши эндодермы клеток Xenopus
neurulae. Ядерный уровень β-катенин очень низка в клетках энтодермы первичная кишка крыши и оказывается, что RA активированный Ndrg1a репрессирует Wnt сигнализации /β-катенина в этих клетках. Нокдаун ndrg1a
подражает ингибирование передачи сигналов RA или активации Wnt сигнализации /β-катенина в Xenopus
эмбрионы в отношении поджелудочной железы, пищевода, желудка, и двенадцатиперстной кишки, что приводит к почти полная потеря спецификации этих зачатков органов. Блокировка Wnt сигнализации /β-катенин может спасти ndrg1a
нокдаун фенотип. Таким образом, Ndrg1a координаты RA и Wnt /β-катенина сигнализации в спецификации Xenopus
поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки.

ndrg1a
может быть специфическим маркером Ген спинной поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки в прекурсорах Xenopus
Neurulae
<р> Несколько исследований описали микрочипов на основе скрининга чувствительных генов RA в Xenopus
[61] или данио [17], [18], [62] эмбрионов. Использование микрочипов в комбинации с целой монтировки гибридизация, мы были в состоянии идентифицировать первичная кишка крыша энтодермы конкретный ген ndrg1a.
Исследование картирования судьбы на основе окрашивания жизненно красителя показало, что первичная кишка крыша энтодермальные клетки позже приводят к дорсальной поджелудочной железы , пищевода, желудка, и двенадцатиперстной кишки [5]. ширин
по-видимому, выражается в Xenopus
архентерона крыши энтодермы, а между тем она также выражается в мезодермы и эктодермы [63]. fetuinish
специально отмечает энтодермы крыши в первичная кишка Xenopus
начале neurulae, но позже он отображает выражение в печени и кишечнике, без экспрессии в поджелудочной железе, пищевода, желудка, и двенадцатиперстной кишки [35]. Только ndrg1a
показывает последовательное выражение в начале энтодермы первичная кишка крыши, а затем в поджелудочной железе, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. Мы полагаем, что ndrg1a
может служить специфическим дорсальной поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и маркерного гена предшественника в Xenopus
, которая остается должна быть проверена генетической линии трассировки исследований.

Ndrg1a незаменим для Xenopus
Поджелудочная, Пищевод, Желудок и двенадцатиперстную кишку Техническая спецификация
<р> выражение Раннее энтодермальная из cyp26a1
и cdx4
в данио эмбрионы появляется противодействовать сигнализации RA из мезодермы установить переднюю и заднюю границы территории поджелудочной железы соответственно [17], [64]. ndrg1a
первый ген, идентифицированный, который непосредственно активируется RA в начале Xenopus
архентерона крыша эндодермы клеток и опосредует передачу сигналов RA положительно паттерн энтодермы клеток в поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки , Оба МО на основе нокдаун ndrg1a
и Talen опосредованного нарушения ndrg1a
показывают, что активность Ndrg1a в Xenopus
эндодермы структурирование незаменим, чего не наблюдалось в Ndrg1
нокаута мышей [32], [33], [34]. Одно из возможных объяснений такого расхождения является то, что существенная роль в Ndrg1a Xenopus
энтодермальная структурирование не сохраняется у млекопитающих. В качестве альтернативы, никаких дефектов энтодермальная органа сообщили в мыши Ndrg1
ген ориентации исследований не может быть связано с вытекающей выражением NDRG1 в Ndrg1
дефицитных мышей [32], [33] или из-за функциональной избыточности среди члены семьи NDRG 1-4 у мышей.
<р> ряд исследований указывают на то, что избыточная экспрессия NDRG1 в линиях раковых клеток создает заметные фенотип [27]. Он также сообщил, что избыточная экспрессия Ndrg1a в Xenopus
эмбрионов приводит к уменьшению предпочки и неорганизованных сомитов [36]. По неизвестным причинам, мы не смогли получить внематочную Ndrg1a в функции в Xenopus
эмбрионов. Следует отметить, что усеченный вариант Ndrg1a с первых 48 аминокислот в N-концевом хватало используется как для инъекции мРНК и конструкции MO в более раннем исследовании [36]. Мы также попробовали инъекции мРНК с этой короткой версии и инъецированные эмбрионы были здоровыми даже при высокой дозе (4 нг мРНК). Мы не смогли спасти нашу ndrg1a
MO фенотип с этой усеченной версией Ndrg1a либо. И, наконец, сильное энтодермальная выражение ndrg1a
показано в нашем исследовании и описал Коста и др. [35] не было обнаружено в этом исследовании [36].

Ndrg1a опосредованного наводок между РА и Wnt /β-катенина Signaling ограничено Xenopus
Поджелудочная, Пищевод, желудка, двенадцатиперстной кишки Формирование клетки
<р> Во время эмбриогенеза, клетки должны постоянно интегрировать несколько сигнальных путей, чтобы достичь их самобытную судьбу в нужное время и место. Интегрированная роль FGF, RA и Wnt сигнальных путей в определении зачаток легких и контроль роста бутон легких мышей, определенный в [65] сохраняется в Xenopus
[66]. У мышей, кажется, что RA репрессирует Wnt антагонистом Dkk1
выражение в перспективном энтодермы легкого E8.5-E9.5 эмбрионов, таким образом, позволяет канонической передачи сигналов Wnt, опосредованную легочную спецификация [65]. пути RA и Wnt связаны вниз по течению генов-мишеней RA OSR1
и OSR2
поддерживать развитие грудных плавников у рыбок данио [67]. Вместе эти случаи показывают то обстоятельство, что RA стимулирует передачу сигналов Wnt /β-катенина.
<Р> Здесь мы приводим убедительные доказательства, свидетельствующие впервые, насколько нам известно, что RA активированный энтодермальная экспрессия Ndrg1a репрессирует Wnt /р -catenin сигнализации и, следовательно, освобождает подавление активности Wnt /-катенина сигнализации на Xenopus
поджелудочной железы, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки и образование, которое не относится к печени и легких спецификации. В поддержку нашего нахождения, избыточная экспрессия секретируемого Wnt антагониста Sfrp5 может заменить RA в отношении индукции экзокринной поджелудочной железы дифференциации в VegT впрыскивается шапки животное в Xenopus
[24]. Пагубные последствия ранней внематочной Wnt /β-катенина активации сигнализации на формирование печени и бутонами легких видели в этом исследовании, а также в более раннем исследовании [22] не противоречит положительной роли канонической передачи сигналов Wnt в развитии печени и легких развитие, которое наблюдалось при Wnt сигнализации /β-катенин активировали в Xenopus
эмбрионов от стадии 30 до 42 для печени и от этапа 28 до 35 для легких, соответственно [22], [66]. Репрессии эффект RA на Xenopus
бластула Wnt /β-катенин сигнализации [26] маловероятно при посредничестве Ndrg1a, так как ndrg1a
не матерински при условии, и его зиготический выражение не активирована до нейруляция , как показали как вся гора гибридизация и оТ-ПЦР анализ (рис. 1А, [36] и данные не показаны). Остается исследовать, если Ndrg1a могут взаимодействовать с LRP6 и как Ndrg1a репрессирует Wnt сигнализации /β-катенина в Xenopus
эмбрионов.

Материалы и методы

Заявление по этике <бр> <р> Это исследование было проведено в строгом соответствии с рекомендациями, приведенными в руководстве по уходу и использованию лабораторных животных национальных институтов здравоохранения.

Other Languages