Генетична регуляція формування кишкової трубки

кишкова трубка формується з шару ентодерми за рахунок її згортання, яке починається при утворенні тулубових складок кишкових воріт на передньому і задньому кінцях ембріона. Взаємодія між ентодермою і мезодермой грає вирішальну роль в процесі розвитку шлунково-кишкового тракту.

Ключовий механізм, який виступає в якості медіатора взаємодії ентодерми і мезодерми в розвитку шлунково-кишкового тракту, - система сигнальних білків Sonic hedgehog (Shh) і Indian hedgehog (Ihh). Як Shh, так і Ihh грають важливу роль в структуруванні розвивається шлунково-кишкового тракту по переднезадней осі і в радіальному напрямку і впливають на розвиток м`язової тканини з мезодерми.

Одна з мішеней сигнального шляху hegdehog - Група сигнальних молекул BMP. Shh спочатку експресується в примітивній ентодермі ембріона, потім в ентодермі кінцевих відділів передньої і задньої кишки, а згодом - у всій кишкової ентодермі, а також в області крипт у дорослих організмів. ВМР-4 експресується в мезодермі, прилеглої до кінцевих відділах передньої і задньої кишки, однак можлива і його ектопічна експресія в вісцеральної мезодермі, индуцируемая білком Shh.

Відео: Bio

Ентодерма кінцевих відділів кишки синтезує білок Shh.
при експериментальної пересадці дані відділи кишки здатні грати роль своєрідних поляризаційних центрів. Shh також прискорює експресію генів box. Виникнення патологічної проліферації епітеліальних клітин в процесі розвитку відбувається, мабуть, внаслідок зменшення експресії ВМР-2 і ВМР-4.

Таким чином, Shh грає головну регулюючу роль в розвитку як передній, так і задньої кишки. При відсутності продукції даного білка у мишей аномально розвивається передня кишка, наприклад відбувається атрезія стравоходу і виникають Трахеопіщеводний свищі, з`являються аномалії задньої кишки, зокрема персистирующая клоака.

Більш того, необхідна присутність факторів транскрипції Gli2 і Gli3, що виконують передавальну функцію для сигнального білка Shh. У мишей при нокауті фактора транскрипції Gli2 і, відповідно, зниженою експресії Gli3 спостерігають атрезію стравоходу і формування Трахеопіщеводний свищів. Встановлено відсутність перфорирования ануса в поєднанні з прямокишково-уретральним свищом і анальним стенозом у мишей при відсутності експресії Gli2 або Gli3.

Роль даного сигнального шляху в розвитку шлунково-кишкового тракту у мишей імовірно обмежена першою половиною терміну гестації, тому що в експерименті введення через 12,5 сут ембріонального розвитку блокуючих антитіл до білків hedgehog не впливало на морфологію кишки. Процеси проліферації в області крипт і метаболізму ліпідів виявилися порушеними, що свідчить про значущість білків hedgehog для пізніших етапів розвитку організму.