Генетична регуляція формування органів шлунково-кишкового тракту

У плодових мушок Drosophila експрессируются численні гомеобоксних гени в суворій відповідності з передньозадній віссю тіла. гомеобоксних гени містять консервативну послідовність ДНК гомеобокс і регулюють процеси ділення клітин і формування ряду структур. У хребетних гени hox, гомологічні гомеобоксних генам плодових мушок Drosophila, грають важливу роль у формуванні зон головного мозку і скелета.

У хребетних існують чотири групи генів box - А, b, с і d, що формують подібні групи гомологів, зокрема hox а-1, hox b-1 і hox d-1. Гени кожної з груп експресуються в суворій послідовності в напрямку від головних до каудальним сегментам розвивається ембріона з перекриванням зон їх експресії. Наприклад, hox а-1 експресується в головних, a hox а-11 - в каудальних сегментах ембріона.

При детальному дослідженні розвивається задній кишки курячих ембріонів встановлено взаємозв`язок між сегментами з експресією hox а-9, hox а-10, hox а-11 і hox а-13 в мезодермі і формуванням кордонів анатомічних структур. Також встановлено локальні відмінності в патернах експресії гомеобоксних генів в розвивається кишці ембріонів миші.

Відхилення від нормального паттерна експресії генів hox призводять до виникнення органоспецифічних аномалій розвитку шлунково-кишкового тракту. Порушення експресії hox з-4 супроводжуються розвитком обструкції стравоходу внаслідок патологічної проліферації епітеліальних клітин і аномального розвитку м`язового шару цього органу. Зсув патерну експресії hox з-8 на сегменти, розташовані ближче до головного кінця, призводить до аномалій формування шлунковогоепітелію.

відсутність експресії мезенхимного hox а-5 поєднується зі змінами фенотипу епітеліальних клітин шлунка. У мишей з порушенням патернів експресії hox d-12 і hox d-13 відзначають аномалії розвитку м`язів заднього проходу. Делеция комплексу генів hox d (hox d-4, hox d-8, hox d-9, hox d-10 і hox d-11) поєднується з відсутністю илеоцекальной заслінки. У людини експресія гомологічних гомеобоксних генів також характеризується специфічністю патернів для різних сегментів розвивається ембріона. Представлені дані свідчать про важливу роль генів hox в формуванні патернів органів уздовж передньозадній осі тіла ембріона.

Відео: WATER - the secrets of healing!

поява ектопічних патернів експресії генів hox у курчат змінює морфологію кишечника. Так звані хвостові, або хвостові, гени великого сімейства гомеобоксних генів hox визначають передню кордон патернів експресії генів hox, беруть участь у розвитку шлунково-кишкового тракту. Майже всі досліджені гени hox експресуються в мезодермальной тканини, впливаючи на розвиток ентодерми, ймовірно при взаємодії епітелію і мезенхіми.

шлунок вперше проявляється у вигляді потовщення мезодермальной пластинки. На ранніх стадіях формування його патерну ВМР-4 експресується всій мезодермой. Shh експресується ентодермою і регулює експресію ВМР-4. Патерн експресії ВМР-4 регулює зростання мезодеми шлунка і визначає його положення у фронтальній площині по відношенню до центру тіла.

Розташування сфінктера воротаря визначається патернами експресії ВМР-4 і його інгібіторів. Сигнальна система факторів BMP незалежно регулює гени Sox9 і Nkx2.5, що визначають розвиток пілоричного сфінктера. Формування концентричних м`язових шарів визначається сигнальним шляхом Shh, що призводить до утворення базальної мембрани і підслизового шару, одночасно перешкоджаючи розвитку гладком`язових волокон і кишкових нейронів в безпосередній близькості до ентодермі.