Μελέτη της έκφρασης γονιδίων που επηρεάζουν τον κυτταρικό κύκλο και τη μοίρα των βλαστικών κυττάρων της νευρικής ακρολοφίας σε έμβρυα μυός απουσία της πρωτεΐνης Geminin

• Main Author: Νικολοπούλου, Πηνελόπη
• Other Authors: Ταραβήρας, Σταύρος
• Language: gr
• Published: 2015
• Subjects: Κύτταρα νευρικής ακρολοφίας; 616.027 74; Neural crest cells; Geminin
• Online Access: http://hdl.handle.net/10889/8536

Τα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας (Neural Crest Cells - NCCs) αποτελούν έναν πολυδύναμο, μεταναστευτικό πληθυσμός βλαστικών κυττάρων τα οποία δίνουν γένεση σε μια πληθώρα κυτταρικών τύπων κατά την ανάπτυξη των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των νευρώνων και των νευρογλοιακών κυττάρων του περιφερικού νευρικού συστήματος (ΠΝΣ). Η δημιουργία των κυττάρων της νευρικής ακρολοφίας πραγματοποιείται στο στάδιο της γαστριδίωσης μετά την επαγωγή της νευρικής πλάκας. Οι διαδικασίες αυτές επηρεάζονται από σηματοδοτικά μονοπάτια στα οποία εμπλέκονται τόσο μεταγραφικοί παράγοντες όσο και επιγενετικοί τροποποιητές . Το Εντερικό Νευρικό Σύστημα (ΕΝΣ), προέρχεται από τα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας της αυχενικής και της ιερής μοίρας και ελέγχει την ομαλή λειτουργία της γαστρεντερικής οδού. Τα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας της αυχενικής μοίρας αποικίζουν ολόκληρο τον εντερικό σωλήνα και δίνουν γένεση στο ΕΝΣ ξεκινώντας από την 9η εμβρυική ημέρα. Η δημιουργία ενός πλήρως λειτουργικού ΕΝΣ εξαρτάται από την ικανότητα μετανάστευσης, πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης των NCCs. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη της έκφρασης γονιδίων που ελέγχουν τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση τόσο των πρόδρομων κυττάρων της νευρικής ακρολοφίας όσο και των NCCs που έχουν δεσμευτεί προς εντερική μοίρα σε έμβρυα μυός απουσία της πρωτεΐνης Geminin. Η Geminin είναι μια πρωτεΐνη που έχει δειχθεί να επηρεάζει την ισορροπία μεταξύ αυτο-ανανέωσης και διαφοροποίησης, μέσω της αλληλεπίδρασης της με μεταγραφικούς παράγοντες και πρωτεΐνες αναδιαμόρφωσης της χρωματίνης. Με σκοπό να διερευνήσουμε τον in vivo ρόλο της Geminin στα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας, δημιουργήσαμε διαγονιδιακούς μύες από τους οποίους αδρανοποιήσαμε το γονίδιο της Geminin ειδικά στα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι η απουσία της Geminin από τα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας, οδηγεί στη δημιουργία εμβρύων με μορφολογικές αλλοιώσεις κατά τα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης ενώ σε μεταγενέστερα αναπτυξιακά στάδια χαρακτηρίζονται από σοβαρές κρανιοπροσωπικές δυσμορφίες. Επιπλέον, η ιστοειδική αδρανοποίηση της Geminin οδήγησε σε απορρύθμιση των επιπέδων έκφρασης γονιδίων που επηρεάζουν τόσο την επαγωγή όσο και τη μετανάστευση των NCCs (mChd7, mSnail2, mTwist2,mFoxD3) κατά την 10.5η εμβρυική ημέρα. Μελέτη του κυτταρικού κύκλου των εντερικών κυττάρων νευρικής ακρολοφίας έδειξε ότι η αποσιώπηση της Geminin διαταράσσει το προφίλ του κυτταρικού τους κύκλου καθώς τα κύτταρα αυτά «μπλοκάρουν» κατά τη μετάβαση από την G2 στη Μ φάση (E9.5). Συμπερασματικά, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η Geminin συμμετέχει ενεργά στον ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων που παίζουν σημαντικό ρόλο στην επαγωγή και τη μετανάστευση των NCCs κατά τα πρώιμα στάδια της εμβρυικής ανάπτυξης (Ε10.5). Τέλος, η Geminin διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό των πρόδρομων κυττάρων του εντερικού νευρικού συστήματος (Ε9.5). === Neural Crest cells (NCCs) comprise a multipotent, migratory cell population that generates a diverse array of cell and tissue types during vertebrate development, including neurons and glial cells of Peripheral Nervous System (PNS). The induction of neural crest specification occurs at the end of gastrulation at the neural plate border initiate an epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) that transforms these stationary cells into migratory cells. These processes are influenced by changes in the expression of transcription factors and epigenetic regulators. The Enteric Nervous System (ENS), is a subdivision of the PNS that controls the function of the gastrointestinal (GI) tract and is derived from the Vagal and Sacral NCCs. The formation of a fully functional ENS depends on the coordinated proliferation and differentiation decisions of NCCs. Vagal NCCs emigrate from the vagal region of the neural tube (somites 1-7), in a rostal to caudal direction and enter the foregut at embryonic day E9-9.5 (in mice), generating the ENS. The formation of a fully functional ENS depends on proliferation and differentiation decisions of NCCs. The aim of our work was to study the expression of genes that control self-renewal decisions and migration ability of the NCCs in mouse embryos in the absence of Geminin. Towards this direction we studied the in vivo role of Geminin in the early stages of NCCs development and in the developing ENS. Geminin is a Protein that has been shown to affect the balance between self-renewal and differentiation through multiple interactions with transcription factors and chromatin remodeling proteins. In order to further elucidate the in vivo role of Geminin in NCCs, we generated transgenic mice lacking Geminin expression specifically in NCCs. We have shown that the deletion of Geminin in NCCs, causes severe morphological and craniofacial malformation during embryonic development. The conditional inactivation of Geminin resulted in the deregulation of various genes that affect the induction and migration of NCCs (mChd7, mSnail2, mTwist2, mFoxD3) at E10.5. Examination of the cell cycle profile of enteric NCCs showed that the deletion of Geminin disrupted the proliferation of NCCs as cells are blocked at the transition from G2 to M phase (E9.5). In conclusion, our results highlight Geminin as an important molecule during the induction and migration of NCCs at the early stages of mouse embryonic development (10.5). Finally, Geminin plays an important role for the proliferation of ENS progenitor cells (E9.5).