Патогенез хвороби гіршпрунга ембріогенез, морфогенез

Найбільш інтенсивно вивчається аспект розвитку товстої кишки - механізм виникнення хвороби Гіршпрунга, яка характеризується відсутністю клітин внутрішніх парасимпатических гангліїв, розташованих як в підслизовому сплетенні (Мейсснера), так і в міжм`язової сплетінні (Ауербаха) задньої кишки. Розвиток захворювання пов`язане з нездатністю клітин нервового гребеня мігрувати в напрямку дистального відділу кишкової трубки, а в клінічному відношенні захворювання є найбільш поширену форму вродженої кишкової непрохідності.

Дослідження, проведене на моделі мутантних мишей, дозволило пояснити причину виникнення захворювання. При вивченні мишей з наявністю летальної мутації кінцевий, дистальний відділ кишкової трубки характеризувався уродженим відсутністю гангліїв. Відсутність гангліїв в стінці товстої кишки стало результатом нездатності мігруючих клітин нервового гребеня проникати через аномально стовщену базальну пластину і нормально колонізувати розвивається кишкову трубку. Ламінін базальної пластини взаємодіє з рецепторами клітин нервового гребеня і достроково зупиняє процес міграції.

на різних мутантних лініях мишей продемонстровано, що вроджений мегаколон у трансгенних мишей з надмірною експресією hoxa-4, по-видимому, виникає внаслідок аномального взаємодії між попередниками кишкових нейронів і гладком`язовими клітинами.

Генетичні і молекулярні механізми, що лежать в основі захворювання, являють собою предмет інтенсивного вивчення, що знайшло відображення у величезній кількості публікацій, кількість яких неухильно збільшується. Ідентифіковано численні мутації, наявність яких обумовлено розвитком хвороби Гіршпрунга. Виявлено мутації кодують регіонів, включаючи так звані точкові міссенс- і нонсенс-мутації і делеції, що передбачає порушення функції білків, що утворюються в результаті роботи генів. Найбільш інтенсивно були вивчені мутації генів, що кодують рецептор до тирозинкіназ (ген ret) і рецептор до ендотеліну-В.

Ген ret є протоонкоген, кодує трансмембранний рецептор до тирозинкіназ. Лігандом для позначеного рецептора є нейротрофічний фактор, що виробляється гліальними клітинами (GDNF), експресуються в розвивається кишкової трубці. В даний час встановлено, що GDNF зв`язується також з іншим рецептором - GDNFRa - і обидві молекули разом утворюють сигнальний комплекс з білком Ret. Гомозиготні миші з продукцією аномального білка Ret характеризуються недостатністю кінази, необхідної для формування кишкових гангліїв. У пацієнтів з хворобою Гіршпрунга виявлено наявність численних мутацій в гені ret. Докладний огляд структури і функції Ret-рецептора опублікований Manie і співавт ..

направлене пошкодження гена, кодує рецептор до ендотеліну-В, супроводжувалося народженням мишей з мегаколоном і відсутністю гангліїв, що свідчить про важливу роль даного рецептора, в тому числі в процесах міграції і диференціювання клітин нервового гребеня, з яких і відбувається формування кишкових гангліїв. Крім того, дефекти Ret-рецепторів і рецепторів до ендотеліну-В, дефіцит лігандів GDNF і ендотеліну-3, так само як і дефіцит ендотелінпревращающего ферменту, призводять до формування у мишей фенотипу, аналогічного хворобі Гіршпрунга. Незалежно від описаних комплексів рецептор / ліганд у пацієнтів з хворобою Гіршпрунга виявлена мутація фактора Sox-10 - фактора транскрипції, експресованого в клітинах нервового гребеня на ранніх стадіях розвитку.

На противагу раніше використовувалися лабораторним моделям останнім часом експериментальні дослідження виконують на мишах, у яких відсутні Ret-рецептори внаслідок мутацій, що володіють домінантним негативним ефектом. В результаті такі миші є фенотипической копією, відповідної хвороби Гіршпрунга у людини. В даний час у людини ідентифіковано 11 генів хвороби Гіршпрунга, значення яких у розвитку захворювання неоднаково, і кілька інших генів виявлено у мишей, у яких мутації супроводжуються розвитком захворювання, ідентичного хвороби Гіршпрунга.

Основний фактор, що призводить до розвитку хвороби Гіршпрунга, - Мутація гена ret. Дана мутація виявляється з частотою до 50% в разі спадкової форми захворювання і тільки 20% - при спорадическом варіанті. Нещодавно було продемонстровано, що мутація в регуляторному фрагменті гена ret також впливає на схильність до розглянутого захворювання.

Відео: дівчатам дивитися до кінця!

аналіз послідовності локусу гена ret дозволив встановити наявність поліморфізму, пов`язаного з розвитком захворювання і локалізованого в консервативній області, відповідальної за зв`язування з фактором транскрипції і, ймовірно, залученої в регуляцію транскрипції. Детальний опис сучасного стану дослідження генетичних основ хвороби Гіршпрунга можна знайти в базі даних спадкоємство Менделя у людини (Mendelian Inheritance in Man).

Визначення значення взаємопов`язаних процесів проліферації, міграції та функції клітин нервового гребеня було одним з етапів в розумінні механізмів розвитку хвороби Гіршпрунга. Вивчення ізольованих стовбурових клітин нервового гребеня з використанням в якості моделі лабораторних мишей стало відправною точкою в поясненні деяких процесів. Iwashita і співавт. виділили стовбурові клітини нервового гребеня з кишки ембріонів щурів і досліджували експресію генів з використанням технології мікрочіпів. Вчені виявили, що ідентифіковані раніше гени, асоційовані з розвитком хвороби Гіршпрунга, були в стовбурових клітинах нервового гребеня активовані.

Отримані результати підтверджували методи полімеразної ланцюгової реакції зі зворотною транскрипцією, проточної цитометрії та функціонального аналізу. В експериментах in vitro було продемонстровано, що GDNF сприяє клітинної міграції, але не впливає на проліферацію і життєздатність клітин. Представлені дані також свідчать про взаємодію сигнальних шляхів GDNF і ендотеліну в регуляції процесу міграції стовбурових клітин нервового гребеня. Можливість застосування стовбурових клітин нервового гребеня в терапії досліджена в експериментах, в яких було продемонстровано ефективне вбудовування трансплантованих клітин в кишечник мишей з дефектами рецепторів до ендотеліну і Ret-рецепторів.

В даний час встановлено основні регулятори розвитку шлунково-кишкового тракту, а також деякі гени, необхідні для забезпечення епітеліальних-мезенхимного взаємодії - фундаментального механізму ембріонального розвитку. Аналіз патернів експресії генів box дозволяє припустити їх участь в процесі формування шлунково-кишкового тракту. Білки сімейства hedgehog впливають на деякі аспекти формування шлунково-кишкового тракту в період раннього ембріонального розвитку. Цілеспрямована делеция окремих генів, що беруть участь у формуванні кишки, за рахунок створення мутантних тварин виявила важливу регулюючу роль продукції BMP в процесах клітинної проліферації, виникнення характерної морфології ворсин щоб визначити своє місцезнаходження крипт. Подальше вивчення генів, що беруть участь в регуляції механізмів розвитку шлунково-кишкового тракту, має сприяти більш глибокому розумінню процесів патогенезу і вироблення нових підходів до лікування захворювань шлунково-кишкового тракту.