Információ

Miért nem káros az exogén anti-D beadása a magzatra?

Miért nem káros az exogén anti-D beadása a magzatra?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Az újszülött hemolitikus betegsége a méhen belüli Rhesus-inkompatibilitás következménye lehet. Ebben a betegségben az Rh-anya egy Rh+ magzat antigénjeinek fetomaternális vérzés következtében válik ki, ami immunválaszt vált ki a D antigén ellen. Második terhességében a D-antigénnel való ismételt expozíció aktiválja a memóriasejteket, ami IgG anti-D antitestek nagymértékű termelését okozza, amelyek átjutnak a placentán, a magzati vörösvérsejtekhez tapadva, amelyek aztán elpusztulnak.

Ennek megelőzése érdekében az Rh-anyák általában exogén anti-D-t kapnak a terhesség 28. és 34. hetében, vagy bármilyen szenzibilizáló esemény után. Értelmem szerint ennek a kezelésnek az a célja, hogy „felmosson” minden D-antigént az anyai véráramban, és exogén antigénnel fedje be, így az anya immunrendszere nem alakítja ki saját válaszát.

Korábban azt feltételeztem, hogy ezek az exogén antitestek IgM-ek, hogy elkerüljék a méhlepényen való átjutást, azonban néhány általánosan elterjedt készítmény termékjellemzőinek összefoglalóját tekintve azt látom, hogy az albuminon kívüli fehérjetartalom "legalább 95%-a" IgG. Ezután azon töprengtem, hogy az exogén antitestek felezési ideje sokkal rövidebb, de a felezési idő "kb. 3-4 hét".

Miért nem okoz az exogén IgG pontosan ugyanúgy hemolitikus betegséget az újszülöttben, mint az endogén IgG egy korábban expozíciónak kitett nőben, aki nem részesült profilaxisban? Dózisfüggő, vagy valamit teljesen kihagytam?


Nehezemre esett bármit is megállapítani, ami alátámasztotta volna a válaszomat különleges Biztonsági kérdés, de úgy gondoltam, megakarom a dolgot, és megértem. Az ezzel kapcsolatos ismeretek legutóbbi áttekintése a következő címen található: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2809506/

Azt hiszem, jó úton halad a „dózis-függőségi” hipotézisével. Pontosan ezt javasolják a RhoGAM készítői, mondván, hogy a terhesség 28. hetében beadott antitest mennyisége elegendő ahhoz, hogy blokkolja a vörösvértesteken lévő Rh-antigéneket, amelyek az anya vérébe jutnak, de nem elegendőek ahhoz, hogy átjussanak a placentán és probléma. Ekkor a gyermek elég nagy lesz ahhoz, hogy a placentán átjutott RhoGAM ne öljön el annyi vörösvérsejtet, hogy károsítsa a gyermeket.

Az anya a szülés után újabb adag antitestet kap, hogy biztosítsa az akkori vérkeveredésből származó antigén alapos lefedését, azonban ez az adag nem jelent problémát, mivel a baba már elhagyta az anyát.

Egyébként a születés előtti adag indoklása az, hogy a szülés utáni adagolás önmagában nem akadályozta meg a szerokonverziót az Rh-nők csaknem 2%-ánál, feltételezhetően a transzplacentális vérzés miatt.


Talidomid

talidomid, márkanév alatt értékesített Contergan és Thalomid többek között számos rák (beleértve a myeloma multiplexet), graft versus-host betegség és számos bőrbetegség, köztük a lepra szövődményeinek kezelésére használt gyógyszer. [3] Noha számos HIV-vel összefüggő állapot esetén használták, az ilyen használat a vírus megnövekedett szintjével jár. [3] Orálisan adják be. [3]

  • 50-35-1 Y
  • DB01041 Y
  • 5233 Y
  • D00754 Y
  • CHEBI:9513 N
  • ChEMBL468 Y
InChI=1S/C13H10N2O4/c16-10-6-5-9(11(17)14-10)15-12(18)7-3-1-2-4-8(7)13(15)19/ h1-4,9H,5-6H2,(H,14,16,17) Y Kulcs:UEJJHQNACJXSKW-UHFFFAOYSA-N Y

A gyakori mellékhatások közé tartozik az álmosság, bőrkiütés és szédülés. [3] A súlyos mellékhatások közé tartozik a tumorlízis szindróma, a vérrögök és a perifériás neuropátia. [4] A terhesség alatti alkalmazás károsíthatja a magzatot, beleértve a végtagok fejlődési rendellenességét is. [3] A gyógyszert szedő férfiaknál a fogamzásgátlás elengedhetetlen, ha partnerük teherbe eshet. [4] Ez egy immunmoduláló gyógyszer, és számos mechanizmussal fejti ki hatását, beleértve a T-sejtek stimulálását és a TNF-α termelés csökkentését. [3]

A talidomidot először 1957-ben hozták forgalomba Nyugat-Németországban, ahol vény nélkül kapható volt. [5] [6] Amikor először megjelent, a talidomidot szorongásra, alvászavarokra, "feszültségre" és reggeli rosszullétre népszerűsítették. [6] [7] Bár kezdetben terhesség alatt biztonságosnak tartották, 1961-ben aggályok merültek fel a születési rendellenességekkel kapcsolatban, és abban az évben a gyógyszert kivonták a forgalomból Európában. [6] [5] A terhesség alatti használat által érintett embriók teljes számát 10 000-re becsülik, amelyeknek körülbelül 40%-a a születéskor elpusztult. [6] [3] Azok, akik túlélték, végtag-, szem-, húgyúti és szívproblémákkal küzdöttek. [5] Az Egyesült Államok piacára való kezdeti belépését Frances Kelsey akadályozta meg az FDA-nál. [7] A talidomid okozta születési rendellenességek számos országban fokozottabb kábítószer-szabályozás és -ellenőrzés kialakulásához vezettek. [7] [5]

Az Egyesült Államokban 1998-ban engedélyezték orvosi használatra. [3] Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) alapvető gyógyszerek listáján szerepel. [8] Generikus gyógyszerként kapható. [4]


Aktív összetevők

Ezek a vakcina vírusokból vagy baktériumokból (más néven antigénekből) készült részei. Kihívják az immunrendszert, hogy az antitesteket termeljen a betegség elleni küzdelemhez (lásd a „Hogyan működnek a vakcinák?” című animációnkat). A vakcinák kis mennyiségű hatóanyagot tartalmaznak – vakcinánként mindössze néhány mikrogrammot (gramm milliomod része). Hogy képet kapjunk arról, milyen kicsik ezek a mennyiségek, egy paracetamol tabletta 500 milligramm gyógyszert tartalmaz. Ez több ezerszer több, mint a legtöbb oltóanyagban megtalálható hatóanyag mennyisége. Egyetlen teáskanál hatóanyagból több százezer egyedi vakcina készíthető.

Egyes vakcinák teljes baktériumokat vagy vírusokat tartalmaznak. Ezekben az esetekben a baktériumok vagy vírusok vagy erősen legyengülnek (legyengülnek), hogy egészséges emberekben ne tudjanak betegséget okozni, vagy teljesen elpusztulnak (inaktiválódnak). Sok vakcina csak vírusok vagy baktériumok részeit tartalmazza, általában a felszínről származó fehérjéket vagy cukrokat. Ezek serkentik az immunrendszert, de nem okozhatnak betegséget. Tekintse meg a „Vakcina típusai” című oldalunkat.

Összehasonlítva a környezetben lévő vírusok és baktériumok számával, amellyel szervezetünknek nap mint nap meg kell küzdenie, a vakcinában lévő hatóanyag mennyisége valóban nagyon kicsi. A legtöbb bakteriális vakcina csak néhány fehérjét vagy cukrot tartalmaz az adott baktériumból. Ezzel szemben a becslések szerint 100 billió baktérium él egy átlagos ember bőrén, és mindegyik sok ezer fehérjét tartalmaz, amelyek folyamatosan kihívást jelentenek immunrendszerünk számára.

Néhány vakcina az Egyesült Királyságban rekombináns DNS-technológiával készül. Csak egy, az Egyesült Királyságban használt vakcina tartalmaz genetikailag módosított szervezeteket (GMO-kat).


CÉLKITŰZÉSEK

Ennek az útmutatónak az a célja, hogy gyakorlati útmutatást adjon az egészségügyi szakembereknek az anti-D Ig immunprofilaxisként történő használatával kapcsolatban, hogy megelőzzék a D-antigénnel szembeni szenzibilizációt terhesség alatt vagy szüléskor a HDN megelőzésére.

Ez az útmutató a 2006-os BCSH-irányelv frissítése az anti-D immunglobulin Rh-profilaxisra való alkalmazásáról (Parker et al., 2006), és figyelembe veszi a frissített NICE útmutatót a rutin antenatális anti-D profilaxishoz (NICE, 2008). Ennek a felülvizsgálatnak az a célja, hogy biztosítsa az összhangot más BCSH-irányelvekkel, beleértve a magzati vérzés becslésére vonatkozó iránymutatásokat (BCSH, 2009), a vércsoport meghatározását és a terhesség alatti antitestvizsgálatokat (BCSH, 2007), valamint a közelmúltban közzétett kompatibilitási eljárásokat a vértranszfúziós laboratóriumokban (Milkins). et al., 2012), valamint a Royal College of Obstetrics & Gynecologists által készített szakmai irányelvek (RCOG Green Top N o 22, frissítve 2011).


1. AJÁNLÁSOK A BEJELENTKEZÉSRE, MINTA- ÉS KÉRÉSI ŰRLAPOKHOZ

Bármilyen vérvizsgálattal kapcsolatos információ szolgáltatása és a beleegyezés megszerzése klinikai felelősség, és a tájékozott beleegyezést meg kell szerezni és dokumentálni kell a mintavétel előtt (NICE, 62. irányelv, 2008).

1.1 A minták azonosítása és az igénylőlapok kitöltése

Alapvető fontosságú, hogy a terhes nőktől származó mintákat helyesen azonosítsák, és az igénylőlapokat pontosan töltsék ki. A mintavételkor történt téves azonosítás ahhoz vezethet, hogy helytelen vércsoport kerül a transzfúziós nyilvántartásba. Ez hibákhoz vezethet az anti-D Ig profilaxisban (a profilaktikus anti-D Ig kimaradt vagy nem megfelelő beadása) és a vérkomponensek kiválasztásában (SHOT, 2011 BCSH, 2014).

Lényeges, hogy az igénylőlap és a minta megfeleljen a vérkomponensek beadására vonatkozó útmutatóban (BCSH, 2009a , b ) leírt követelményeknek.

Ezen túlmenően elengedhetetlen, hogy a jelenlegi terhességben minden korábbi profilaktikus anti-D Ig beadását, ideértve a dátumot és az adagot is, rögzítsék a laboratóriumi igénylőlapon. A klinikai kórtörténet, különösen a HDFN által érintett korábbi gyermekek és a korábbi transzfúziók esetében, lényeges információ, és fel kell tüntetni a kérelmező űrlapon.

Nem szabad előre nyomtatott címkéket használni a transzfúzió előtti vérminta csövek címkézésére kompatibilitási vizsgálat vagy születés előtti szűrés céljából. A mintákat kézzel kell felcímkézni, vagy az „igény szerint” (a beteg ágyánál) nyomtatott címkék elfogadhatók a kézzel írt címkék alternatívájaként.

Ajánlást

  • Lényeges, hogy az igénylőlap és a minta megfeleljen a vérkomponensek adagolására vonatkozó útmutatóban (BCSH, 2009a , 1B osztály).
  • A mintákat dátummal, címkével és aláírással kell ellátni a vevő személynek a terhes nő jelenlétében, akit lehetőség szerint fel kell kérni a teljes nevének és születési dátumának megadására. A phlebotomiás eljárástól előre kinyomtatott vagy a jegyzetekből vett mintacímkék, pl. „Addressograph” címkéket nem szabad használni (BCSH, 2009a , 1B osztály).

A TERMÉSZETESEN SZEREZETT MIKROCHIMERIA ÉS AUTOIMMUN BETEGSÉG HOSSZÚ TARTÓ FEJLESZTÉSE

Ma már ismert, hogy az anyai és magzati sejtek kétirányú kereskedelme rutinszerűen megtörténik a terhesség alatt, miközben a szülés után évtizedekig alacsony a magzati sejtszint az anyában és az anyai sejtekben az utódokban. (Bianchi et al. 1996 Lo et al. 2000 Maloney és munkatársai, 1999, Nelson 2008. A mikrokimérizmus (Mc) egy egyedben lévő kis sejt- vagy DNS-populációra utal, amely egy genetikailag eltérő egyedtől származik. Nem ismert, hogy az Mc milyen mértékben tolerálható, és hogy az idő múlásával bekövetkeznek-e dinamikus változások, de több tudományág megfigyelései szerint az Mc szerepet játszik az autoimmun betegségek patogenezisében évtizedekkel a szülés után. Az Mc további forrásai közé tartozik a transzplantáció, a vérátömlesztés vagy az ikrek közötti sejttranszfer a méhben.(Adams és Nelson 2004) Még nem ismert, hogy az immunrendszer hogyan tolerálja az Mc-t, és hogy ezen idegen sejtek felismerése okozhat-e 𠇊uto”-immun betegséget. Az az elképzelés, hogy az Mc hozzájárulhat az autoimmun betegségek kialakulásához, részben a transzplantáció utáni iatrogén kimérizmus megfigyeléseiből fakad. (Nelson 1996) A krónikus graft-versus-host-disease (GVHD), egy olyan állapot, amelyben a donorsejtek megtámadják a transzplantált recipienst, számos klinikai megnyilvánulásra utal. hasonlóságok az autoimmun betegségekkel, beleértve a szisztémás szklerózist, primer biliaris cirrhosisot, Sjögren’s szindrómát, myositist és szisztémás lupus erythematosust. Az autoimmun betegségek is gyakoribbak a nőknél, különösen a gyermekvállalás utáni években. Az a hipotézis, hogy az Mc autoimmun betegséget indukálhat, a donor (magzati) és a gazda (anyai) sejtek közötti HLA-kapcsolatokat is magában foglalta, mivel a donor-recipiens HLA kapcsolat mind a krónikus GVHD, mind a graft kilökődésének ismert kritikus összetevője volt (Nelson 1996).

Az Mc-ben és az autoimmun betegségek patogenezisében szerepet játszó mechanizmusok ismeretlenek, és számos lehetőség létezik. A mikrokiméra sejtek potenciálisan effektorsejtekként vagy immunválasz célpontjaiként működhetnek. Más kutatók arról számoltak be, hogy a hím T-sejt-klónok (feltehetően magzati Mc-nek számítanak), amelyeket anyáktól (fiakkal) kaptak, reagáltak a nem közös anyai HLA-antigénekre (Scaletti et al. 2002). Az autoimmunitás az Mc-ből származó peptidek (pl. a magzati apai úton átvitt HLA-ból származó peptidek) által az egyik gazdasejt által egy másik gazdasejtbe történő prezentáción keresztül valósul meg, ez a mechanizmus analóg a “indirect” felismerési útvonallal, amelyről úgy gondolják, hogy szerepet játszik. szervátültetések krónikus kilökődésében. A magzati és anyai sejtek túlzott HLA-hasonlítása teljes HLA-azonosság nélkül akadályozhatja a sejtek idegenként való felismerését. Ily módon az autoimmunitás indukálható HLA-ból származó peptidek egyidejű bemutatásával, amelyek hasonlóak és nem hasonlítanak az önmagukhoz. Így az Mc káros, semleges (vagy előnyös) hatással lehet a gazdaszervezetre, az érintett HLA-génektől és a különböző sejtpopulációk közötti HLA-kapcsolattól függően.

A. Magzati mikrokimerizmus szisztémás szklerózisban és autoimmun pajzsmirigygyulladásban

A magzati Mc autoimmun betegségben végzett kezdeti vizsgálatai a szisztémás szklerózisra összpontosítottak, amely betegség klinikailag hasonlít a krónikus GVHD-hez. Az első jelentés egy prospektív vak vizsgálat volt, amely számszerűsítette a férfi DNS-t szisztémás szklerózisban szenvedő nőknél és egészséges nőknél, akik legalább egy fiúgyermeket szültek. (Nelson et al. 1998) A szisztémás szklerózisban szenvedő nőknél szignifikánsan magasabb volt a férfi DNS szintje, mint a kontrolloknál. Bár a nők évtizedekkel korábban szülték meg fiaikat, néhány szisztémás szklerózisban szenvedő nőben a férfi DNS feltűnően magas szintje a magzati Mc legmagasabb kvartilisének felelt meg, egészséges nőknél, akik normális férfi magzattal voltak terhesek. Egyes HLA-gének és a gazda- és mikrokiméra sejtpopulációk közötti HLA-kapcsolatok valószínűleg kulcsfontosságúak az Mc gazdaszervezetre gyakorolt ​​hatásában. Érdekes módon a későbbi szisztémás szklerózis megnövekedett kockázatát figyelték meg az anyában, ha egy korábban született gyermek nem volt megkülönböztethető az anya perspektívájától a HLA-DR molekulát kódoló gének tekintetében (HLA II. osztályú gén). (Lambert et al. 2002)

Számos tanulmány összefüggésbe hozta a magzati Mc-t autoimmun pajzsmirigy-betegséggel, amely gyakran fordul elő nőknél, különösen a szülés után. (Davies 1999) Hashimoto-kórban szenvedő nők pajzsmirigyszövetében nagyobb gyakorisággal találtak férfi DNS-t, mint a göbös golyvában, valamint Graves-ben. betegség az adenomában szenvedő kontrollokhoz képest. (Davies 1999), (Ando és mtsai. 2002, Klintschar és mtsai. 2001) Nemrég kvantitatív PCR-vizsgálattal 21, Hashimoto-betegségben szenvedő nők pajzsmirigy-mintájából 8-ban mutattak ki magzati Mc-t, összehasonlítva 17 egészséges pajzsmirigy közül 0-ig. (Ando et al. 2002 Klintschar et al. 2001 Klintschar et al. 2006) Több pajzsmirigybetegségben szenvedő nők pajzsmirigyeltávolításán és boncolási mintáiban hímsejteket találtak fluoreszcens in situ hibridizáció (FISH) segítségével pajzsmirigy a pajzsmirigy betegségben szenvedő nők több mint felétől, míg a boncolási kontrollok egyikénél sem. (Klintschar et al. 2006) Egy nagy közösségi alapú vizsgálat nem mutatott ki összefüggést a paritás és a pajzsmirigy jelenléte között id antitestek vagy pajzsmirigy diszfunkció, és a magzati Mc kisebb szerepére utaltak az autoimmun pajzsmirigybetegségben (Walsh et al. 2005) A terhességek száma azonban kevésbé fontos kockázati tényező lehet, mint a magzati és anyai sejtek közötti HLA kapcsolatok, amint azt a szisztémás szklerózisban végzett vizsgálatok is sugallják.

B. Anyai mikrokimerizmus I-es típusú cukorbetegségben és újszülöttkori lupus szindrómában

A közelmúltban anyai sejteket találtak immunkompetens gyermekeinek keringésében és szöveteiben, beleértve a felnőtt életet is, és anyai Mc-nek nevezik. Egyelőre nem ismert, hogy az anyai Mc előnyökkel jár-e a fejlődés során vagy későbbi életkorban, vagy néha káros hatásai vannak. Az 1-es típusú cukorbetegség (T1D) egy autoimmun betegség, amely elsősorban gyermekeket és fiatal felnőtteket érint. Megvizsgáltuk az anyai Mc-t a teljes vérből kivont DNS-ben T1D-ben szenvedő betegeknél, nem érintett testvéreiknél és nem rokon egészséges kontrolloknál. Az alkalmazott megközelítés az volt, hogy a nem átvitt, nem megosztott anyai specifikus HLA alléleket célozzák meg, az erre a célra kifejlesztett kvantitatív PCR vizsgálati panelt alkalmazva. Az anyai Mc-szintek szignifikánsan magasabbak voltak a T1D-betegeknél, mint a nem érintett testvéreknél és egészséges alanyoknál. (Nelson et al. 2007) A csoportok közötti különbség nyilvánvaló volt az alany HLA-genotípusától függetlenül. Egy férfi T1D beteg és három másik férfi hasnyálmirigyét is vizsgáltuk női sejtek (feltehetően anyai Mc) fluoreszcenciát alkalmazva. in situ X- és Y-kromoszómák hibridizációja. Egyidejű festést alkalmaztak a vérképző sejtek (CD45) és a β szigetsejtek (inzulin) esetében a sejt fenotípusának azonosítására. Az anyai Mc-t a hasnyálmirigyben találták meg, és elsősorban a β szigetsejtekből állt, míg a női vérképző sejtek nagyon ritkák. Bár lehetséges, hogy az anyai β szigetsejtek az autoimmunitás célpontjai lehetnek, ezen eredmények valószínűbb értelmezése az, hogy az anyai Mc hozzájárul a β szigetsejtek regenerálódásához, vagy esetleg hozzájárul a hasnyálmirigy fejlődéséhez/differenciálódásához.

Az anyai Mc-t az újszülött lupus szindrómával (NLS) is összefüggésbe hozták, amely a magzat és az újszülött ritka autoimmun állapota, amelyet bőrgyógyászati, szív- és/vagy hematológiai rendellenességek jellemeznek. Az NLS oka ismeretlen, de olyan anyai autoantitestekkel jár, amelyekről úgy gondolják, hogy átjutnak a placentán, és magzati betegséget okoznak, esetleg magzati gyulladást elősegítő faktorokkal kombinálva. A legsúlyosabb megnyilvánulás, a veleszületett teljes szívblokk akkor fordulhat elő, ha anyai autoantitestek (anti-SS-A/Ro és anti-SS-B/La) kötődnek a magzati szívantigénekhez. (Buyon et al. 1993) Kísérleti vizsgálatok alapján, amelyekben Az SLE-t szülői sejtek utódba juttatásával indukálják, az anyai Mc potenciális szerepe feltételezhető az NLS-ben. A közelmúltban anyai sejteket mutattak ki NLS-ben szenvedő férfi csecsemők szívében, akik veleszületett szívblokk miatt haltak meg. (Stevens AM 2003) Kombinált immunhisztokémia technika a szívizom-specifikus sejtmarkerek és FISH X- és Y-kromoszómák vizsgálatára ugyanabban a szövetmetszetben. kiderült, hogy ezek az anyai sejtek szívizomsejtek. Ez az eredmény arra az érdekes lehetőségre utal, hogy az anyai Mc egy gazdaszervezet immunfolyamatának célpontjává válhat, amely a vezetési rendszer fibrózisát és esetleges szívblokkot okoz. Alternatív megoldásként az anyai Mc transzdifferenciálódása hozzájárulhat a szövetek helyreállításához, és előnyös lehet a gazdaszervezet számára. Az Mc-sejtpopulációk biológiája továbbra is kevéssé ismert, de további vizsgálatokat érdemel, hogy ezek a sejtek aktív szerepet vállaljanak a betegség folyamataiban vagy a sebgyógyulásban.


Hogyan diagnosztizálják a moláris terhességeket?

A moláris terhesség végleges diagnózisa szövettani vizsgálattal történik.

Ajánlott fokozat: D

A teljes moláris terhesség diagnózisával összhangban lévő kóros jellemzők a következők: a magzati szövet hiánya, a bolyhok kiterjedt hidropikus változása és a trofoblasztok túlzott proliferációja. A részleges moláris terhesség jellemzői a következők: a magzati szövet fokális hidropikus változása a bolyhokban és némi túlzott trofoblaszt proliferáció. Ploidy status és immunhisztokémiai festés a 57. o, egy apai eredetű gén, segíthet a részleges és a teljes moláris terhesség megkülönböztetésében. 22, 23 Bizonyítéki szint 2+

Bonyolult szállítások

Hüvelyi szülés

A vajúdás első szakasza a rendszeres méhösszehúzódások megjelenésével kezdődik, amihez a méhnyak tágulása és kiürülése társul, és a méhnyak teljes tágulatával ér véget. Az első szakaszt hagyományosan (Friedman, 1954) tovább bontják egy látens fázisra, amelynek hossza változó, és több óráig is eltarthat, valamint egy aktív szakaszra, amely általában akkor kezdődik, amikor a méhnyak 4 cm-rel kitágul, és további szakaszokra bontják. gyors, progresszív nyaki tágulás és kiürülés. A látens vajúdásból az aktív fázisba való átmenet diagnózisa gyakran retrospektív, mivel az aktív szülés kezdetének időpontja betegenként változó. A második szakasz teljes méhnyak-tágulattal kezdődik, és a magzat születési csatornából való kilökődésével ér véget. A szülés harmadik szakasza a méhlepény megszületésével zárul.

A vajúdási zavarok vagy elhúzódások, amikor a méhnyak tágulása vagy magzati leszármazás lép fel, de a vártnál jóval kisebb mértékben, vagy leállások. Mindkét rendellenességet műtéti szüléssel kezelik, ha nem reagálnak az aktív orvosi kezelésre, ez elvégezhető hasilag császármetszéssel vagy hüvelyi csipesszel, vagy vákuum extrakcióval, ha a méhnyak teljesen kitágult és meghatározott kritériumok teljesülnek (lásd később a műtéti hüvelyi szülésről szóló vitát). ). Mindezek a módozatok újszülöttekre és anyákra káros hatással lehetnek, és a műszert vagy a szállítási módot mindig ezen lehetséges megbetegedések figyelembevételével kell kiválasztani.

2010-ben a Consortium on Safe Labor adatai vitát váltottak ki arról, hogy Friedman 60 éves adatai érvényesek-e a jelenleg dolgozó nőkre (Zhang et al., 2010). Ebben az egyesült államokbeli kórházakban végzett retrospektív vizsgálatban több mint 60 000 nőnél elemezték a szülés időtartamát, akik mindegyike hüvelyi úton szült egyetlen csúcsmagzatot, és normális perinatális kimenetelű volt. Az aktív fázis tágulási 95. percentilis aránya lassabbnak bizonyult, mint a Friedman munkájából származó standard sebesség. Két lényeges különbséget találtak.

Először is, 4-ről 6 cm-re, mind a nulla, mind a többször nemző nők lassabban tágultak, mint ahogy azt a történetileg leírták. 6 cm után a többszörszülő nők gyorsabban tágultak, mint az elsőszülő nők. Másodszor, az aktív fázis gyakran nem indult el legalább 6 cm-ig. Bár Friedman és Cohen kifogásolta, sok szülész úgy érzi, hogy a Friedman által javasolt szabványok helyett a Consortium on Safe Labor adatoknak kell tájékoztatniuk a bizonyítékokon alapuló munkaerő-menedzsmentet (Cohen és Friedman, 2015). 2012-ben egy összefoglalót tett közzé egy vegyes bizottság, köztük az Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, a Society for Maternal-Fetal Medicine és az American College of Obstetricians and Gynecologists (ACOG) Workshop (Spong et al., 2012). a munkaerő-gazdálkodási irányelveket illetően nagyrészt Zhang munkásságán alapul. További vizsgálatokra lesz szükség annak megállapítására, hogy a Zhangtól származó újabb adatok felülírják-e Friedman munkáját.


Miért nem káros az exogén anti-D beadása a magzatra? - Biológia

A mechanikai toxikológia azt tanulmányozza, hogy a kémiai vagy fizikai ágensek hogyan lépnek kölcsönhatásba az élő szervezetekkel, hogy toxicitást okozzanak. Egy anyag toxicitási mechanizmusának ismerete fokozza a toxicitás megelőzésének és kívánatosabb vegyszerek tervezésének képességét, ez képezi a túlzott expozíciós kezelés alapját, és gyakran lehetővé teszi az alapvető biológiai folyamatok további megértését. Ennek érdekében Enciklopédia az emberi toxicitás előrejelzése érdekében a hangsúlyt az állatokra helyezik. A toxikológia különböző területei közé tartozik a mechanikai, leíró, szabályozási, törvényszéki és környezeti toxikológia (Klaassen, Amdur és Doull 1991). Ezek mindegyike előnyös a toxicitás alapvető mechanizmusainak megértésében.

Miért érdemes megérteni a toxicitás mechanizmusait?

Annak a mechanizmusnak a megértése, amellyel egy anyag toxicitást okoz, különböző módon javítja a toxikológia különböző területeit. A mechanikus megértés segít a kormányzati szabályozónak abban, hogy jogilag kötelező érvényű biztonságos határértékeket állapítson meg az emberi expozícióra vonatkozóan. Segíti a toxikológusokat a szennyezett helyek megtisztításával vagy kármentesítésével kapcsolatos cselekvési módok ajánlásában, és az anyag vagy keverék fizikai és kémiai tulajdonságaival együtt felhasználható a szükséges védőfelszerelés kiválasztásához. A mechanikai ismeretek hasznosak a terápia alapjául és az emberi betegségek kezelésére szolgáló új gyógyszerek tervezésében is. Az igazságügyi toxikológus számára a toxicitás mechanizmusa gyakran betekintést nyújt abba, hogy egy kémiai vagy fizikai tényező hogyan okozhat halált vagy cselekvőképtelenséget.

Ha megértjük a toxicitás mechanizmusát, a leíró toxikológia hasznossá válik a kapcsolódó vegyi anyagok toxikus hatásainak előrejelzésében. Fontos azonban megérteni, hogy a mechanikus információk hiánya nem tartja vissza az egészségügyi szakembereket az emberi egészség védelmétől. A biztonságos expozíciós szintek megállapításához állatkísérleteken és emberi tapasztalatokon alapuló körültekintő döntéseket kell alkalmazni. Hagyományosan a biztonsági határt úgy határozták meg, hogy az állatkísérletekből származó „nem káros hatásszintet” vagy a „legalacsonyabb káros hatásszintet” használták (ismételt expozíciós terveket használva), és ezt a szintet elosztották 100-as szorzóval foglalkozási expozíció esetén vagy 1000-rel. egyéb emberi környezeti expozíció. Ennek a folyamatnak a sikere nyilvánvaló abból a néhány káros egészségügyi hatásból, amelyet a munkavállalók vegyi expozíciójának tulajdonítottak, ahol a múltban megfelelő expozíciós határértékeket határoztak meg és tartottak be. Emellett az emberi élettartam folyamatosan növekszik, csakúgy, mint az életminőség. Összességében a toxicitási adatok felhasználása eredményes szabályozási és önkéntes ellenőrzéshez vezetett. A toxikus mechanizmusok részletes ismerete javítja a jelenleg fejlesztés alatt álló újabb kockázati modellek kiszámíthatóságát, és folyamatos fejlődést eredményez.

A környezeti mechanizmusok megértése összetett, és feltételezi az ökoszisztéma bomlásának és a homeosztázisnak (egyensúlynak) ismeretét. Noha ebben a cikkben nem tárgyaljuk, a toxikus mechanizmusok és végső következményeik jobb megértése az ökoszisztémában segítene a tudósoknak körültekintő döntéseket hozni a települési és ipari hulladékok kezelésével kapcsolatban. A hulladékgazdálkodás egyre nagyobb kutatási terület, és a jövőben is nagyon fontos lesz.

A toxicitási mechanizmusok tanulmányozásának technikái

A mechanikai vizsgálatok többsége állatokon végzett leíró toxikológiai vizsgálattal vagy emberen végzett klinikai megfigyeléssel kezdődik. Ideális esetben az állatkísérletek magukban foglalják a gondos viselkedési és klinikai megfigyeléseket, a vér és a vizelet elemeinek alapos biokémiai vizsgálatát a szervezet fő biológiai rendszereinek káros működésére utaló jelek kimutatására, valamint az összes szervrendszer poszt mortem értékelését mikroszkópos vizsgálattal, hogy ellenőrizzék sérülés (lásd az OECD vizsgálati iránymutatásait A vegyi anyagok értékelésére vonatkozó EK irányelvek US EPA vizsgálati szabályok Japán vegyi anyagok szabályozása). Ez analóg egy alapos emberi fizikális vizsgálattal, amelyet egy kórházban végeznének két-három napon keresztül, kivéve a poszt mortem vizsgálatot.

A toxicitás mechanizmusainak megértése a megfigyelés művészete és tudománya, a kreativitás a különféle hipotézisek tesztelésére szolgáló technikák kiválasztásában, valamint a jelek és tünetek innovatív integrációja ok-okozati összefüggésbe. A mechanikai vizsgálatok az expozícióval kezdődnek, követik az időfüggő eloszlást és sorsot a szervezetben (farmakokinetika), és mérik az ebből eredő toxikus hatást a rendszer bizonyos szintjén és bizonyos dózisszinten. A különböző anyagok a biológiai rendszer különböző szintjein hatnak toxicitást okozva.

A mechanikai vizsgálatok során az expozíciós út általában megegyezik az emberi expozícióval. Az útvonal azért fontos, mert a szisztémás hatások mellett lokálisan az expozíció helyén jelentkező hatások is előfordulhatnak, miután a vegyszer felszívódik a vérben és eloszlik a szervezetben. A helyi hatás egyszerű, de meggyőző példája a bőr irritációja és esetleges korróziója a kemény felületek tisztítására tervezett erős savas vagy lúgos oldatok alkalmazása után. Hasonlóképpen, irritáció és sejthalál fordulhat elő az orrot és/vagy a tüdőt borító sejtekben, miután irritáló gőzöknek vagy gázoknak, például nitrogén- vagy ózonoxidoknak vannak kitéve. (Mindkettő a levegőszennyezés vagy a szmog összetevője). A vegyi anyagnak a bőrön, a tüdőn vagy a gyomor-bél traktuson keresztül történő vérbe történő felszívódását követően bármely szervben vagy szövetben a koncentrációt számos tényező szabályozza, amelyek meghatározzák a vegyi anyag farmakokinetikáját a szervezetben. A szervezet képes aktiválni és méregteleníteni a különféle vegyi anyagokat, amint azt alább megjegyezzük.

A farmakokinetika szerepe a toxicitásban

A farmakokinetika leírja a kémiai felszívódás, eloszlás, metabolizmus (a szervezetben bekövetkező biokémiai változások) és a szervezetből történő elimináció vagy kiválasztódás időbeli összefüggéseit. A toxicitási mechanizmusokhoz képest ezek a farmakokinetikai változók nagyon fontosak lehetnek, és bizonyos esetekben meghatározzák, hogy a toxicitás fellép-e vagy sem. Például, ha egy anyag nem szívódik fel megfelelő mennyiségben, szisztémás toxicitás (a testen belül) nem lép fel. Ezzel szemben egy nagyon reaktív vegyi anyagnak, amelyet gyorsan (másodpercek vagy percek alatt) méregtelenítenek az emésztő- vagy májenzimek, előfordulhat, hogy nincs ideje toxicitást okozni. Egyes policiklusos halogénezett anyagok és keverékek, valamint bizonyos fémek, például az ólom nem okoznának jelentős toxicitást, ha a kiválasztódás gyors lenne, de a kellően magas szintre történő felhalmozódás meghatározza toxicitásukat, mivel a kiválasztás nem gyors (néha években mérik). Szerencsére a legtöbb vegyszer nem marad ilyen sokáig a szervezetben. Egy ártalmatlan anyag felhalmozódása továbbra sem okoz toxicitást. A szervezetből való kiürülés és a méregtelenítés sebességét gyakran a vegyi anyag felezési idejének nevezik, amely az az idő, amíg a vegyszer 50%-a kiürül, vagy nem mérgező formává változik.

Ha azonban egy vegyi anyag felhalmozódik egy adott sejtben vagy szervben, ez okot jelenthet a lehetséges toxicitás további vizsgálatára az adott szervben. Újabban matematikai modelleket fejlesztettek ki a farmakokinetikai változók állatokról emberre történő extrapolálására. Ezek a farmakokinetikai modellek rendkívül hasznosak hipotézisek létrehozásában és annak tesztelésében, hogy a kísérleti állat jó reprezentációt jelent-e az ember számára. Számos fejezet és szöveg született erről a témáról (Gehring et al. 1976 Reitz et al. 1987 Nolan et al. 1995). Az 1. ábrán egy fiziológiai modell egyszerűsített példája látható.

1. ábra Egy egyszerűsített farmakokinetikai modell

Különböző szintek és rendszerek lehetnek hátrányosan érintettek

A toxicitás különböző biológiai szinteken írható le. A sérülés az egész emberben (vagy állatban), a szervrendszerben, a sejtben vagy a molekulában értékelhető. A szervrendszerek közé tartozik az immun-, légző-, szív- és érrendszeri, vese-, endokrin-, emésztő-, izom-csontrendszer, vér-, reproduktív és központi idegrendszer. Néhány kulcsfontosságú szerv közé tartozik a máj, a vese, a tüdő, az agy, a bőr, a szem, a szív, a herék vagy a petefészkek és más fontos szervek. Sejt-/biokémiai szinten a káros hatások közé tartozik a normál fehérjeműködés zavarása, az endokrin receptor működés, a metabolikus energia gátlása vagy a xenobiotikus (idegen anyag) enzim gátlása vagy indukciója. Molekuláris szinten a káros hatások közé tartozik a DNS-RNS transzkripció normál funkciójának megváltozása, a specifikus citoplazmatikus és nukleáris receptorkötés, valamint a gének vagy géntermékek megváltozása. Végső soron egy fő szervrendszer működési zavarát valószínűleg az adott szerven belüli célsejtben bekövetkező molekuláris változás okozza. Egy mechanizmust azonban nem mindig lehet az ok-okozati összefüggés molekuláris eredetére visszavezetni, és nem is szükséges. A beavatkozás és a terápia a molekuláris célpont teljes ismerete nélkül is megtervezhető. A toxicitás konkrét mechanizmusának ismerete azonban növeli a más vegyi anyagokra történő extrapoláció prediktív értékét és pontosságát. A 2. ábra a különböző szintek diagramos ábrázolása, ahol a normál fiziológiai folyamatok interferenciája kimutatható. A nyilak azt mutatják, hogy az egyénre gyakorolt ​​következmények felülről lefelé (expozíció, farmakokinetikai rendszer/szervi toxicitás) vagy alulról felfelé (molekuláris változás, sejtszintű/biokémiai hatás rendszer-/szervi toxicitásig) határozhatók meg.

2. ábra A toxicitási mechanizmusok újraábrázolása

Példák a toxicitási mechanizmusokra

A toxicitási mechanizmusok lehetnek egyszerűek vagy nagyon összetettek. Gyakran eltérések mutatkoznak a toxicitás típusa, a toxicitás mechanizmusa és a hatás mértéke között, aszerint, hogy a káros hatások egyetlen, akut nagy dózisnak (például véletlen mérgezésnek) vagy alacsonyabb dózisnak a következményei. ismételt expozíció (foglalkozási vagy környezeti expozícióból). Klasszikus vizsgálati célokra akut, egyszeri nagy dózist adnak be közvetlen intubálással egy rágcsáló gyomrába, vagy 2-4 órán keresztül gáz- vagy gőzatmoszférának tesszük ki, attól függően, hogy melyik hasonlít a legjobban az emberi expozícióhoz. Az állatokat az expozíciót követő két héten keresztül megfigyelik, majd megvizsgálják a főbb külső és belső szervek sérüléseit. Az ismételt dózisú vizsgálatok hónapoktól évekig terjednek. Rágcsálófajok esetében a két év krónikus (életre szóló) vizsgálatnak minősül, amely elegendő a toxicitás és a karcinogenitás értékeléséhez, míg a főemlősök esetében a két év szubkrónikus (élettartamnál rövidebb) vizsgálatnak minősül az ismételt dózisú toxicitás értékeléséhez. Az expozíciót követően az összes szövetet, szervet és folyadékot teljes körűen megvizsgálják az esetleges káros hatások megállapítása érdekében.

Akut toxicitási mechanizmusok

A következő példák a nagy dózisú, akut hatásokra vonatkoznak, amelyek halálhoz vagy súlyos cselekvőképtelenséghez vezethetnek. Egyes esetekben azonban a beavatkozás átmeneti és teljesen visszafordítható hatásokat eredményez. A dózis vagy az expozíció súlyossága határozza meg az eredményt.

Egyszerű fullasztók. Az inert gázok és néhány más nem reakcióképes anyag toxicitásának mechanizmusa az oxigénhiány (anoxia). Ezeket a vegyi anyagokat, amelyek oxigénhiányt okoznak a központi idegrendszerben (CNS), nevezik egyszerű fullasztók. Ha egy személy elegendő oxigén nélkül belép egy zárt térbe, amely nitrogént tartalmaz, az agyban azonnali oxigénkiürülés következik be, ami eszméletvesztéshez és halálhoz vezet, ha nem távolítják el gyorsan. Szélsőséges esetekben (közel nulla oxigénszint) néhány másodpercen belül eszméletvesztés léphet fel. A mentés az oxigénnel dúsított környezetbe való gyors eltávolításon múlik. Visszafordíthatatlan agykárosodással járó túlélés a késleltetett mentés, a regenerálódni nem tudó idegsejtek halála miatt következhet be.

Kémiai fojtószerek. A szén-monoxid (CO) verseng az oxigénnel a hemoglobinhoz való kötődésért (a vörösvérsejtekben), ezért megfosztja a szöveteket az oxigéntől az energia-anyagcsere miatt, sejthalál alakulhat ki. A beavatkozás magában foglalja a CO forrásból való eltávolítását és az oxigénnel való kezelést. Az oxigén közvetlen felhasználása a CO toxikus hatásán alapul. Egy másik erős kémiai fulladást okozó anyag a cianid. A cianidion megzavarja a sejtek anyagcseréjét és az oxigén energiafelhasználását. A nátrium-nitrittel végzett kezelés hatására a vörösvértestekben a hemoglobin methemoglobinná változik. A methemoglobinnak nagyobb a kötési affinitása a cianidionhoz, mint a cianid sejtes célpontjának. Következésképpen a methemoglobin megköti a cianidot, és távol tartja a cianidot a célsejtektől. Ez képezi az antidotikus terápia alapját.

Központi idegrendszer (CNS) depresszánsok. Az akut toxicitást nyugtatás vagy eszméletvesztés jellemzi számos anyag, például oldószerek esetében, amelyek nem reakcióképesek, vagy amelyek reakcióképes intermedierekké alakulnak át. Feltételezik, hogy a szedáció/anesztézia az oldószer és a központi idegrendszer sejtmembránjainak kölcsönhatása miatt következik be, ami rontja az elektromos és kémiai jelek átviteli képességét. Míg a szedáció a toxicitás enyhe formájának tűnhet, és ez volt az alapja a korai érzéstelenítők kifejlesztésének, „a dózis még mindig mérgezi”. Ha elegendő adagot adnak be lenyelve vagy belélegezve, az állat elpusztulhat légzésleállás miatt. Ha az érzéstelenítő halála nem következik be, az ilyen típusú toxicitás általában könnyen visszafordítható, ha az alanyt eltávolítják a környezetből, vagy a vegyszert újra elosztják vagy kiürítik a szervezetből.

Bőrhatások. A bőrt érő káros hatások az irritációtól a korrózióig terjedhetnek, az érintett anyagtól függően. Az erős savak és lúgos oldatok összeférhetetlenek az élő szövetekkel és maró hatásúak, kémiai égési sérüléseket és esetleges hegesedést okozva. A hegesedés a bőr regenerációjáért felelős mély bőrsejtek elhalásának következménye. Alacsonyabb koncentrációk csak a bőr első rétegének irritációját okozhatják.

A bőr másik specifikus toxikus mechanizmusa a kémiai szenzibilizáció. Szenzibilizáció például akkor következik be, amikor a 2,4-dinitroklór-benzol a bőr természetes fehérjéihez kötődik, és az immunrendszer idegen anyagként ismeri fel a megváltozott fehérjéhez kötött komplexet. Az immunrendszer erre az idegen anyagra reagálva speciális sejteket aktivál, hogy közvetítők (citokinek) felszabadulásával eltávolítsák az idegen anyagot, amelyek kiütést vagy dermatitiszt okoznak (lásd „Immuntoxikológia”). Ez ugyanaz az immunrendszer reakciója, amikor mérgező borostyánnak van kitéve. Az immunszenzibilizáció nagyon specifikus az adott vegyi anyagra, és legalább két expozíciót vesz igénybe, mielőtt választ vált ki. Az első expozíció szenzibilizál (beállítja a sejteket, hogy felismerjék a vegyszert), a következő expozíciók pedig kiváltják az immunrendszer válaszát. Az érintkezésből való eltávolítás és a szteroid tartalmú gyulladáscsökkentő krémekkel végzett tüneti terápia általában hatékony az érzékeny egyének kezelésében. Súlyos vagy refrakter esetekben szisztémás hatású immunszuppresszánsokat, például prednizont alkalmaznak helyi kezeléssel együtt.

Tüdőérzékenység. A toluol-diizocianát (TDI) immunszenzibilizációs választ vált ki, de a célhely a tüdő. A TDI túlzott expozíciója érzékeny egyéneknél tüdőödémát (folyadék felhalmozódást), hörgők összehúzódását és légzési zavarokat okoz. Ez súlyos állapot, és az egyént el kell távolítani a lehetséges későbbi expozíciótól. A kezelés elsősorban tüneti. A bőr- és tüdőszenzibilizáció dózisválaszt követ. A foglalkozási expozícióra meghatározott szint túllépése káros hatásokat okozhat.

Szemhatások. A szem sérülése a külső réteg kivörösödésétől (úszómedence-vörösség) a szaruhártya szürkehályog-képződésén át az írisz (a szem színes része) károsodásáig terjed. Szemirritációs vizsgálatokat végeznek, ha feltételezhető, hogy nem következik be súlyos sérülés. A bőrkorróziót okozó mechanizmusok közül sok a szem sérülését is okozhatja. A bőrre maró anyagokat, mint például az erős savakat (2-nél kisebb pH) és a lúgokat (pH nagyobb, mint 11,5), nem tesztelik állatok szemében, mert a legtöbb korróziót és vakságot okoz a bőrkorróziót okozó mechanizmushoz hasonló mechanizmus miatt. . Ezenkívül a felületaktív anyagok, mint például a tisztítószerek és a felületaktív anyagok szemsérülést okozhatnak az irritációtól a korrózióig. Az óvatosságot igénylő anyagok közé tartoznak a pozitív töltésű (kationos) felületaktív anyagok, amelyek égési sérüléseket, a szaruhártya maradandó homályosságát és vaszkularizációt (erekképződést) okozhatnak. Egy másik vegyi anyag, a dinitrofenol, a szürkehályog kialakulásának specifikus hatásával rendelkezik. Úgy tűnik, hogy ez összefügg ennek a vegyi anyagnak a szembeni koncentrációjával, ami a farmakokinetikai eloszlási specifitás példája.

Noha a fenti felsorolás korántsem teljes, célja, hogy az olvasó megértse a különféle akut toxicitási mechanizmusokat.

Szubkrónikus és krónikus toxicitási mechanizmusok

Egyszeri nagy dózisban adva egyes vegyszerek nem rendelkeznek ugyanazzal a toxicitási mechanizmussal, mint amikor ismételten adják be alacsonyabb, de még mindig toxikus dózisban. Ha egyszeri nagy dózist adnak be, mindig fennáll annak a lehetősége, hogy a személy túllépi a vegyszer méregtelenítési vagy kiválasztási képességét, és ez eltérő toxikus reakcióhoz vezethet, mint kisebb ismétlődő dózisok beadásakor. Az alkohol jó példa erre. A nagy dózisú alkohol elsődleges központi idegrendszeri hatásokhoz vezet, míg a kisebb ismétlődő adagok májkárosodáshoz vezetnek.

Antikolinészteráz gátlás. A legtöbb szerves foszfát peszticid például csekély toxicitású emlősökre, amíg metabolikusan nem aktiválódnak, elsősorban a májban. A szerves foszfátok elsődleges hatásmechanizmusa az acetilkolinészteráz (AChE) gátlása az agyban és a perifériás idegrendszerben. Az AChE a normál enzim, amely leállítja az acetilkolin neurotranszmitter stimulációját. Az AChE hosszabb ideig tartó enyhe gátlása nem járt káros hatásokkal. Magas szintű expozíció esetén, ha ezt a neuronális stimulációt nem tudjuk megszakítani, az a kolinerg idegrendszer túlzott stimulációját eredményezi. A kolinerg túlstimuláció végül számos tünetet eredményez, beleértve a légzésleállást, amelyet kezelés nélkül halál követ. Az elsődleges kezelés az atropin adása, amely blokkolja az acetilkolin hatását, valamint a pralidoxim-klorid, amely újraaktiválja a gátolt AChE-t. Ezért a szerves foszfát toxicitás okát és kezelését egyaránt kezelni kell a toxicitás biokémiai alapjainak megértésével.

Metabolikus aktiválás. Számos vegyi anyag, köztük a szén-tetraklorid, kloroform, acetil-amino-fluorén, nitrozaminok és paraquat metabolikusan aktiválódik szabad gyökökké vagy más reaktív intermedierekké, amelyek gátolják és zavarják a normál sejtműködést. Magas szintű expozíció esetén ez sejthalálhoz vezet (lásd „Sejtkárosodás és sejthalál”). Míg a specifikus kölcsönhatások és a sejtes célpontok ismeretlenek, azok a szervrendszerek, amelyek képesek aktiválni ezeket a vegyi anyagokat, mint például a máj, a vese és a tüdő, mind potenciális sérülések célpontjai. Pontosabban, egy szerv bizonyos sejtjei nagyobb vagy kisebb kapacitással rendelkeznek ezen intermedierek aktiválására vagy méregtelenítésére, és ez a képesség határozza meg a szerven belüli intracelluláris érzékenységet. Az anyagcsere az egyik oka annak, hogy az ilyen típusú átalakulásokat, valamint ezen intermedierek eloszlását és eliminációját leíró farmakokinetika megértése fontos e vegyi anyagok hatásmechanizmusának felismerésében.

A rák mechanizmusai. A rák számos betegség, és bár bizonyos ráktípusok ismerete gyorsan növekszik az 1980 óta kifejlesztett számos molekuláris biológiai technikának köszönhetően, még mindig van mit tanulni. Nyilvánvaló azonban, hogy a rák kialakulása többlépcsős folyamat, és a kritikus gének kulcsfontosságúak a rák különböző típusaiban. A DNS-ben bekövetkezett változások (szomatikus mutációk) számos ilyen kritikus génben fokozott érzékenységet vagy rákos elváltozásokat okozhatnak (lásd „Genetikai toxikológia”). Természetes vegyi anyagoknak (főtt ételekben, például marhahúsban és halban) vagy szintetikus vegyi anyagoknak (például benzidinnek, festékként használt) vagy fizikai tényezőknek (a nap ultraibolya fénye, a talaj radonja, az orvosi eljárásokból vagy ipari tevékenységből származó gammasugárzás) való kitettség. hozzájárulnak a szomatikus génmutációkhoz. Vannak azonban természetes és szintetikus anyagok (például antioxidánsok) és DNS-javító folyamatok, amelyek védelmet nyújtanak és fenntartják a homeosztázist. Nyilvánvaló, hogy a genetika fontos tényező a rák kialakulásában, mivel az olyan genetikai betegségek szindrómái, mint a xeroderma pigmentosum, ahol hiányzik a normál DNS-javítás, drámaian megnövelik a bőrrákra való hajlamot a nap ultraibolya fényének való kitettség miatt.

Reprodukciós mechanizmusok. A rákhoz hasonlóan a szaporodási és/vagy fejlődési toxicitás számos mechanizmusa ismert, de sokat kell még tanulni. Ismeretes, hogy bizonyos vírusok (például rubeola), bakteriális fertőzések és gyógyszerek (például talidomid és A-vitamin) hátrányosan befolyásolják a fejlődést. A közelmúltban Khera (1991) munkája, amelyet Carney (1994) ismertetett, jó bizonyítékot mutat arra, hogy az etilénglikollal végzett állatkísérletek során tapasztalt abnormális fejlődési hatások az anyai metabolikus savas metabolitoknak tulajdoníthatók. Ez akkor fordul elő, amikor az etilénglikol savas metabolitokká metabolizálódik, beleértve a glikolsavat és az oxálsavat. Úgy tűnik, hogy a placentára és a magzatra gyakorolt ​​későbbi hatások ennek a metabolikus toxikációs folyamatnak tulajdoníthatók.

Ennek a cikknek az a célja, hogy perspektívát adjon a toxicitás számos ismert mechanizmusáról és a jövőbeni tanulmányok szükségességéről. Fontos megérteni, hogy a gépészeti ismeretek nem feltétlenül szükségesek az emberi vagy a környezet egészségének védelméhez. Ez a tudás javítja a szakember azon képességét, hogy jobban előre jelezze és kezelje a toxicitást. A konkrét mechanizmusok kiderítésére használt tényleges technikák a tudósok kollektív tudásától és az emberi egészséggel kapcsolatos döntéseket hozók gondolkodásától függenek.


Az RA működik a fejlesztés során

RA jelzés a hátsó agy fejlődése során

A hátsó agy szegmentációját és mintázatát az RA szabályozza

Számos tanulmány összpontosított az embrionális hátsó agyra, mint kísérleti paradigmára az RA szabályozó hatásainak megértéséhez. A hátsó agy fejlődése hét-nyolc neuroepiteliális kompartment vagy rombomer létrehozását foglalja magában (4A. ábra), amelyek mindegyike az anteroposterior (A-P) pozíciója szerint különbözik egymástól (Kiecker és Lumsden, 2005). Ez a szegmentáció számos olyan esemény hátterében áll, amelyek az agytörzs, a belső fül, az elágazó ívek, sőt a szív és a nagy erek fejlődéséhez szükségesek, amelyeket a hátsó agyból származó idegi gerincsejtek kolonizálnak. Számos Hox-génre van szükség, térben korlátozott expressziós mintázatának megfelelően, a specifikus rombomerek növekedéséhez és/vagy helyzeti azonosságához (Marshall és munkatársai, 1996, Rijli és mtsai, 1998). A túlzott RA-ban szenvedő vemhes egerek vagy patkányok kezelése teratogén változásokhoz vezet a hátsó agyban (Morriss, 1972). Érdekes módon az RA expozíció a késői gastrula/korai neurula stádiumban megnöveli a hátsó agy méretét más agyi régiók rovására (Avantaggiato et al., 1996), míg az RA-kezelés a későbbi szakaszokban kifejezetten a rombomerek (r) 2- utólagos elhalmozódásához vezet. 3. ábra egy r4-r5 azonosságra (lásd Marshall et al., 1996).

Funkcióvesztési fenotípusok, amelyek a retinoid jelátviteli útvonal gének célzott inaktiválásából erednek egerekben

NuzFiRd1w__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

RA anyagcsere és lebomlás. (A) Az all-transz-retinoinsavat a CYP26 enzimek (CYP26A1, CYP26B1 és CYP26C1) alakítják át polárisabb 4-hidroxi-RA és 4-oxo-RA metabolitokká, amelyek végül konjugálódnak (főleg glükuronátok formájában), és kiürülnek kiválasztás). (KETTŐS) A nullmutánsok fenotípusai a Cyp26a1 (C) és Cyp26b1 (E,G) és a vegyület Cyp26a1Cyp26c1 mutáns (I), összehasonlítva vad típusú (WT) alomtársaikkal (B,D,F,H). Szülés előtti szakaszban (E18.5), Cyp26a1 –/– mutánsok nyitott idegcsővel (nt * ) és súlyos hátsó testcsonkítással rendelkeznek, a hátsó végtagok rendellenes elhelyezkedésével (hl). Cyp26b1 –/– a mutánsok arc-, gége- és csigolya-rendellenességek széles skáláját mutatják. A vegyület inaktiválása Cyp26a1 és Cyp26c1 korai embrionális halálos kimenetelű, és drámai fejcsonkításhoz vezet, amihez a hátsó agy és az idegi gerinc elváltozásai társulnak. Az F,G csontváz preparátumokat mutat Alizarin Red/Alcian Blue festéssel, H,I pásztázó elektronmikroszkóppal. b1, b2, elágazó ívek szem, szem (rendellenesen nyitott a Cyp26b1 –/– mutáns) fl, mellső végtag fp, frontális lemez h, szív hd, fej la, gége md, mandibula mx, maxillaris np, orrnyúlvány p, parietális csont tl, farok. A G-ben lévő csillag a rendellenesen összenőtt nyaki csigolyákat jelöli. Engedéllyel reprodukálva: B,C (Abu-Abed et al., 2001) D-G (MacLean et al., 2009) H,I (Uehara et al., 2007).

RA anyagcsere és lebomlás. (A) Az all-transz-retinoinsavat a CYP26 enzimek (CYP26A1, CYP26B1 és CYP26C1) alakítják át polárisabb 4-hidroxi-RA és 4-oxo-RA metabolitokká, amelyek végül konjugálódnak (főleg glükuronátok formájában), és kiürülnek kiválasztás). (KETTŐS) A nullmutánsok fenotípusai a Cyp26a1 (C) és Cyp26b1 (E,G) és a vegyület Cyp26a1Cyp26c1 mutáns (I), összehasonlítva vad típusú (WT) alomtársaikkal (B,D,F,H). Szülés előtti szakaszban (E18.5), Cyp26a1 –/– mutánsok nyitott idegcsővel (nt * ) és súlyos hátsó testcsonkítással rendelkeznek, a hátsó végtagok rendellenes elhelyezkedésével (hl). Cyp26b1 –/– a mutánsok arc-, gége- és csigolya-rendellenességek széles skáláját mutatják. A vegyület inaktiválása Cyp26a1 és Cyp26c1 korai embrionális halálos kimenetelű, és drámai fejcsonkoláshoz vezet, amihez a hátsó agy és az idegi gerinc elváltozásai társulnak. Az F,G csontváz preparátumokat mutat Alizarin Red/Alcian Blue festéssel, H,I pásztázó elektronmikroszkóppal. b1, b2, elágazó ívek szem, szem (rendellenesen nyitott a Cyp26b1 –/– mutáns) fl, mellső végtag fp, frontális lemez h, szív hd, fej la, gége md, mandibula mx, maxillaris np, orrnyúlvány p, parietális csont tl, farok. A G-ben lévő csillag a rendellenesen összenőtt nyaki csigolyákat jelöli. Engedéllyel reprodukálva: B,C (Abu-Abed et al., 2001) D-G (MacLean et al., 2009) H,I (Uehara et al., 2007).

Bizonyítékot találtak arra vonatkozóan, hogy endogén retinoidokra van szükség a hátsó agy mintázatához A-vitamin-hiányos (VAD) fürj embriókban, ahol a farok hátsó agyi régiója (r4-r8) tévesen megnagyobbodott r3-má lett meghatározva, és több elülső rombomer tágult hátulról (4B. ábra). ) (Gale et al., 1999). Az RA-hiány régióspecifikus hatásait is dokumentálták Raldh2 –/– egérmutánsok, amelyekből hiányzik a rombomer szegmentáció, és súlyosan csökkentik a hátsó hátsó agyat. Meglepő módon a gének expressziója általában az r3-r4-re korlátozódik [mint pl Hoxb1, Krox20 (Egr2)] ezekben a mutánsokban utólag terjed, míg az r5-r7 determinánsok expressziója (Mafb, Hoxd4) csökken vagy megszűnik (4C. ábra) (Niederreither et al., 2000). Ezek a mintázati hibák drámai következményekkel járnak a kapcsolódó fejlődési eseményekre, például a belső fül mintázatára, a neurális taréj migrációjára (ami az első kivételével az összes ágív fejlődésének hiányához vezet) vagy a neurit/koponya ideg differenciálódása. A zebrahalban raldh2 mutánsok esetében hasonló hátsó agyi anteriorizációt írnak le (Begemann és mtsai, 2001, Grandel és mtsai, 2002). Ezek az eredmények arra a következtetésre vezettek, hogy a RALDH2 által a szomitikus mezodermában előállított RA a hátsó agy felé diffundál, klasszikus „függőleges” jelként működik a mintázat szabályozására és a hátsó rombomer determinánsok expressziójának szabályozására.

Mivel a RAR-ok részben redundáns funkciókkal rendelkeznek, a hátsó agyi rendellenességek csak akkor észlelhetők, ha legalább két receptor kombinációban inaktiválódik. Érdekes módon az ilyen vegyület-inaktiválások eltérő következményekkel járnak a hátsó agy mintázatában. Rara –/– Rarg –/– mutánsok súlyos fejlődési rendellenességeket mutatnak, amelyek hasonlóak a Raldh2 –/– mutánsok (Wendling et al., 2001) (4C. ábra). Rara –/– Rarb –/– a mutánsok eltérő fenotípust mutatnak, amelyben csak az r5-r7 határai vannak rendellenes, és a normál esetben r5-r6-ra korlátozódó gének az r7 markerek rovására terjednek utólag (4D. ábra) (Dupé et al., 1999). A tenyésztett vad típusú embriók BMS493-nak, egy pán-RAR antagonistának a szomita korai stádiumában történő expozíciója fenomásolja a Rara –/– Rarg –/– hátulsó agyi defektusok, míg egy korábbi kezelés a gasztruláció elején an Rara –/– Rarb –/– -szerű fenotípus (Wendling et al., 2001). Ez azt jelzi, hogy a RARα és/vagy a RARγ közvetíti az RA korai hatásait a hátsó agy mintázatára, míg a RARβ a fejlődés későbbi szakaszában működik az r5/r6 terület méretének és caudális határának kialakításában.

Fontos, hogy a Cyp26 gének eltérő, rombomer-specifikus expressziós mintákat mutatnak. Cyp26a1 a funkcióvesztés finom mintázati hibákhoz vezet, az r4 megnagyobbodásával és az r3 részleges átalakulásával egy r4-szerű azonossággá (Abu-Abed et al., 2001 Sakai és mtsai, 2001) (4E. ábra). A hátsó agyban nem észleltek rendellenességeket Cyp26b1 –/– vagy Cyp26c1 –/– mutánsok, bár összetettek Cyp26a1Cyp26c1 az inaktiváció súlyos hibákhoz vezet (a leendő r1-r4 régió szegmentációjának hiánya és utólagos utólagosodása) (MacLean et al., 2009 Uehara et al., 2007) (4F. ábra). Az alábbiakban leírtak szerint a CYP26 enzimek valószínűleg összehangolt módon hatnak az RA diffúzió szabályozására és a specifikus pre-rombomer területek RA-mentes állapotának fenntartására.

A hátsó agy: kísérleti paradigma az RA morfogenetikai gradienseinek tanulmányozására

Mind a retinoidtöbblet, mind a retinoidhiány feltűnő hatása a hátsó agy mintázatára ösztönözte az RA hatásmechanizmusainak és módozatainak kutatását. Majdnem 25 évvel ezelőtt az RA-t azonosították az első gerinces morfogén jelöltként, miután felfedezték az RA egyenetlen koncentrációit a fejlődő csirke végtag rügyében (Thaller és Eichele, 1987). A morfogének olyan jelzőmolekulák, amelyek nem sejt-autonóm módon, koncentrációfüggő módon hatnak, hogy a sejtek mezőihez helyzeti azonosságot rendeljenek (Wolpert, 2011). Az elmúlt 10 évben több csoport próbált betekintést nyerni az RA térbeli eloszlásának szabályozásába. Az alábbiakban ennek a szabályozásnak a „klasszikus” és újabb vonatkozásait, valamint a lehetséges RA gradiens(ek) felállítását tárgyaljuk, a fő feltörekvő koncepció az, hogy a RALDH-kon kívül számos enzimatikus tevékenységre (pl. RDH-k és CYP26-ok) is szükség van a dinamikus szabályozáshoz, ill. formálja az RA eloszlását az embrión belül.

Az RA jelátviteli útvonal összefoglalása. Az RA, amely intracellulárisan szintetizálódik a keringő retinolból vagy diffundál egy szomszédos sejtből (íves piros nyíl), végül eléri a sejtmagot. A celluláris retinsav-kötő fehérjék (CRABP) részt vehetnek ebben az átvitelben. A celluláris retinol-kötő fehérjék (CRBP-k) elősegíthetik a retinol eljuttatását a retinol-dehidrogenázokhoz (RDH). Az RA-receptorok (RAR-ok) és a retinoid X-receptorok (RXR-ek) dimerjei, amelyeket RAR/RXR-nek neveznek, ligandum hiányában képesek kötődni a célgénjeikben lévő RA-response elemekhez (RARE-k), és kölcsönhatásba lépnek fehérjekomplexekkel (korrepresszorokkal). ), amelyek stabilizálják a kromatin nukleoszómális szerkezetét és megakadályozzák a promóterhez való hozzáférést. Az RA kötődésekor a RAR ligandumkötő domén helikoid szerkezetének konformációs változása megváltoztatja annak fehérje-fehérje kölcsönhatási tulajdonságait, felszabadítva a társrepresszorokat és olyan koaktivátor komplexeket hozva létre, amelyek destabilizálják a nukleoszómákat és/vagy megkönnyítik a transzkripciós előkészületeket. -iniciációs komplex, amely RNS polimeráz II-t (Pol II), TATA-kötő fehérjét (TBP) és TBP-asszociált faktorokat (TAF) tartalmaz.

Az RA jelátviteli útvonal összefoglalása. Az RA, amely intracellulárisan szintetizálódik a keringő retinolból vagy diffundál egy szomszédos sejtből (íves piros nyíl), végül eléri a sejtmagot. A celluláris retinsav-kötő fehérjék (CRABP) részt vehetnek ebben az átvitelben. A celluláris retinol-kötő fehérjék (CRBP-k) elősegíthetik a retinol eljuttatását a retinol-dehidrogenázokhoz (RDH). Az RA-receptorok (RAR-ok) és a retinoid X-receptorok (RXR-ek) dimerjei, amelyeket RAR/RXR-nek neveznek, ligandum hiányában képesek kötődni a célgénjeikben lévő RA-response elemekhez (RARE-k), és kölcsönhatásba lépnek fehérjekomplexekkel (korrepresszorokkal). ), amelyek stabilizálják a kromatin nukleoszómális szerkezetét és megakadályozzák a promóterhez való hozzáférést. Az RA kötődésekor a RAR ligandumkötő domén helikoid szerkezetének konformációs változása megváltoztatja annak fehérje-fehérje kölcsönhatási tulajdonságait, felszabadítva a társrepresszorokat és olyan koaktivátor komplexeket hozva létre, amelyek destabilizálják a nukleoszómákat és/vagy megkönnyítik a transzkripciós előkészületek összeállítását. -iniciációs komplex, amely RNS polimeráz II-t (Pol II), TATA-kötő fehérjét (TBP) és TBP-asszociált faktorokat (TAF) tartalmaz.

Az RA megfelel a morfogén definíciójának? Kis lipofil molekulaként (1. ábra) képes átdiffundálni a sejtmembránokon. Továbbá ~200 nM-ig vízben oldódik (Szuts és Harosi, 1991), azaz a fiziológiás koncentrációtartományán belül, így diffúziós gradiensek is előfordulhatnak az extracelluláris térben. A hátsó agyon belül az RA koncentrációfüggő módon tudja szabályozni a génexpressziót, amint azt az RA-kezelések koncentrációfüggő hatásai igazolják (például Durston és mtsai., 1989).A csirke vagy zebrahal embrióinak kezelése az RA antagonistával BMS493 azt mutatta, hogy a több hátsó rombomer határ fokozatosan magasabb RA koncentrációt igényel a helyes pozicionáláshoz (Dupé és Lumsden, 2001 Maves és Kimmel, 2005). A hátsó agy mintázatának RA forrása lokális, és megfelel a presomitikus mezodermának (PSM) és a somitoknak, amelyek kifejezik Raldh2 a caudalis hátsóagy közelében (5. ábra). Ezek a megfigyelések alátámaszthatják az RA szerepét, amely diffundálható morfogénként működik az előre szegmentált hátsó agyban, esetleg sejt-sejt kontaktusokon keresztül diffundál a mezodermális forrásból. Más kialakult morfogénekkel ellentétben [pl. FGF8 vagy sonic hedgehog (SHH)], az RA gradiensét soha nem mutatták ki, főleg technikai korlátok miatt. Nemrég White et al. (White és mtsai, 2007) az RA-t közvetetten vizualizálták zebradán egy fluoreszcens marker segítségével, a RARE-k ellenőrzése alatt.ritka:yfp). A transzgenikus embriókban az YFP expresszió egyértelműen a hátsó agy hátsó és elülső régióitól volt besorolva. Ez az expresszió elveszik az RA-hiányos mutáns embriókban, de helyreállítható a túlzottan expresszáló sejtek előzetes transzplantációjával. Raldh2 szomitikus mezodermába. A legtöbb esetben a mentés az idegcső szélességét ölelte fel egy hat sejtes (70 μm) átmérő mentén (White et al., 2007).

Egy másik zebrahal-vizsgálatban Maves és Kimmel (Maves és Kimmel, 2005) az RA célgének szekvenciális indukciójáról számoltak be, és kimutatták, hogy a hátsólag expresszált gének nem igényelnek hosszabb expozíciót, de magasabb szintű RA-t igényelnek az indukcióhoz, mint az elülsőleg expresszált gének. Ez arra utal, hogy az RA gradiens idővel növekedni fog, és a hátsó gének aktiválásához szükséges magas koncentrációkat csak később érik el a hátsó agy fejlődése során. A szerzők egy olyan modellt javasoltak, amelyben a hátsó agynak időlegesen növekvő RA-forrásra van szüksége a rombomer azonosságok szekvenciális meghatározásához (5A. ábra).

Az a megfigyelés, hogy a Cyp26 gének rombomer-specifikus expressziós mintázatot mutatnak, azt az ötletet hajtotta, hogy a degradáció szerepet játszhat az RA eloszlásában. Egy egérvizsgálatban Sirbu et al. dinamikáját korrelálta Hoxb1 expresszióját, annak kezdetétől az r4-ben történő restrikciójáig, a Cyp26 gének dinamikus expressziójával (Sirbu et al., 2005). Javasoltak egy „eltolódó határok” modellt, amelyben a rombomer-specifikus gének elülső határait a CYP26 aktivitás hátsó határa rögzíti expressziójuk kezdetekor. Hernandez és mtsai. konzisztens eredményeket értek el zebradánban, és kidolgoztak egy „gradiensmentes” modellt, amelyben az RA CYP26 enzimek általi lebontása fokozatosan, fokozatosan határozza meg az RA-függő génexpresszió hátsó határait (Hernandez et al., 2007). Így mindhárom CYP26 úgy működne, hogy három szekvenciális határt hozna létre az RA-válaszkészségben, azaz pre-r3/r4, r4/r5 és r6/r7 (5B. ábra).

Mint Cyp26a1 Az RA jelzés irányítása alatt áll, White és munkatársai az RA lebontásának finomabb szerepét javasolták (White és munkatársai, 2007 White és Schilling, 2008). Modelljük (5C. ábra), amelyben a CYP26A1 központi szerepet játszik az RA-szintek dinamikus modulálásában, összeegyeztetheti a fent leírt különböző megfigyeléseket. Gyöngyimplantáció segítségével a szerzők kimutatták, hogy az FGF jelátvitel közvetetten hat azáltal, hogy gátolja az RA-függő aktiválódást. Cyp26a1 kifejezés. Számítógépes analízissel kimutatták, hogy az RA gradiensek befolyásolhatók egymással kölcsönható visszacsatolás (RA jelzés, majd RA degradációt indukáló) és feedforward (FGF jel, majd RA degradáció visszaszorítása) hatásokkal. Az FGF-ek előrecsatolt hatásai összekapcsolják az RA gradiens alakját az FGF gradiensével. Azzal érvelnek, hogy ez stabillá teszi a gradienst az RA szintézisének ingadozásaival szemben, de a táguló sejtmező felett is.

Példák funkcionális és/vagy evolúciósan konzervált RA-válaszelemeket tartalmazó génekre

yyn

Az egyik szempont, amellyel foglalkozni kell, a szabályozás az RA forrásának szintjén. Tanulmányok ben Xenopus alternatív módot javasoltak az RA gradiens képzésére, amely az RDH10 és a RALDH2 együttműködésén alapul (Strate et al., 2009). Az RDH10 retinaldehidet termel az elülső nyaki mezodermában és a ventrális hátsó agyban, amely hátrafelé diffundál, ahol a RALDH2 RA-vá alakítja. A legmagasabb szintű RA így a RALDH2 expresszió elülső frontján keletkezik, ahol a retinaldehid koncentrációja a legmagasabb, a csökkenő koncentrációk pedig utólag figyelhetők meg (5D. ábra). Az RA ezen csúcsa az RDH10 és RALDH2 expressziós domének transzlokációjával egyidejűleg utólag elmozdul, a gradiens csúcsát a hátsó agy/gerincvelő határától a gerincvelőbe tolva el. További vizsgálatok szükségesek az ilyen kooperatív hatások jelentőségének feltárásához a hátsó agyban vagy más morfogenetikai területeken. Nemrég kimutatták, hogy Raldh2 Az expresszió egy háromkomponensű komplex transzkripciós szabályozása alatt áll, amely Hox, Pbx és Meis fehérjéket tartalmaz. Mindkét Pbx1Pbx2 és Hoxa1Pbx1 vegyület mutáns egerek csökkent mezodermális Raldh2 kifejezés (Vitobello et al., 2011). Ezek a szerzők azt mutatják, hogy a HOXA1-PBX1/2-MEIS2 közvetlenül köt egy szabályozó elemet, amely a normál állapot fenntartásához szükséges. Raldh2 kifejezés. Így a hátsó agyban a Hox fehérjék szabályozhatják saját határaikat a RALDH2 szint szabályozásával, így hozzájárulva a termelt RA gradiens formálásához.

Hátsó agyi rendellenességek megváltozott RA jelátvitellel rendelkező állatmodellekben. (A) A hátsó agy rombomer szerkezete vad típusú (WT) embrióban, kiemelve a 2-7 rombomereket (r2-r7), a szomszédos szomitákkal (fekete) és otocisztával (kék) szintén látható. Három kulcsfontosságú rombomer marker pre-szegmentális/szegmentális expressziós mintázata [Kreisler (Mafb), Hoxb1, Krox20] vannak ábrázolva (piros sávok szaggatott vonalak foltos vagy rosszul meghatározott kifejezési tartományokat jeleznek). (B-F) A hátsó agy szegmentációjában és molekuláris mintázatában bekövetkezett változásokat különböző állatmodellek szemléltetik, amelyek endogén hiányos RA jelátvitelt mutatnak: (B) A-vitamin-hiányos (VAD) fürj (C) Raldh2 –/– , továbbá Rara –/– Rarg –/– jeladó mutáns egerek (hiányzik a RARα és a RARγ) (D) Rara –/– Rarb –/– egerek (hiányzik a RARα és a RARβ) (E) Cyp26a1 –/– egerek és (F) Cyp26a1 –/– Cyp26c1 –/– egerek. A kóros (nagyobbodott, nem tagolt és/vagy rendellenes mintázatú) rombomereket idézőjelek jelölik. Néhány modellben nem határoztak meg otociszta rendellenességeket (ND). SC, gerincvelő.

Hátsó agyi rendellenességek megváltozott RA jelátvitellel rendelkező állatmodellekben. (A) A hátsó agy rombomer szerkezete vad típusú (WT) embrióban, kiemelve a 2-7 rombomereket (r2-r7), a szomszédos szomitákkal (fekete) és otocisztával (kék) szintén látható. Három kulcsfontosságú rombomer marker pre-szegmentális/szegmentális expressziós mintázata [Kreisler (Mafb), Hoxb1, Krox20] vannak ábrázolva (piros sávok szaggatott vonalak foltos vagy rosszul meghatározott kifejezési tartományokat jeleznek). (B-F) A hátsó agy szegmentációjában és molekuláris mintázatában bekövetkezett változásokat különböző állatmodellek szemléltetik, amelyek endogén hiányos RA jelátvitelt mutatnak: (B) A-vitamin-hiányos (VAD) fürj (C) Raldh2 –/– , továbbá Rara –/– Rarg –/– jeladó mutáns egerek (hiányzik a RARα és a RARγ) (D) Rara –/– Rarb –/– egerek (hiányzik a RARα és a RARβ) (E) Cyp26a1 –/– egerek és (F) Cyp26a1 –/– Cyp26c1 –/– egerek. A kóros (nagyobbodott, nem tagolt és/vagy rendellenes mintázatú) rombomereket idézőjelek jelölik. Néhány modellben nem határoztak meg otociszta rendellenességeket (ND). SC, gerincvelő.

Az RA az előagy fejlődése során működik

Míg számos tanulmány vizsgálta az RA funkcióit a fejlődő hátsó agyban, az agy fejlődésének egyéb aspektusait kevésbé vizsgálták. A csirke rendszerrel végzett kezdeti vizsgálatok, amelyekben RAR/RXR antagonistát gyöngybeültetéssel juttattak be (Schneider és mtsai, 2001), vagy a VAD fürj modellt (Halilagic és mtsai, 2003), az RA szerepét jelezték az AP mintázatában. az embrionális előagy és a sejtek túlélése a telencephalonban (a legelülső előagyi származék). Ezenkívül az RA-nak azt javasolták, hogy határozzon meg egy köztes karaktert a telencephalonon belül, amely az SHH-val kombinálva fejti ki a ventrális identitást, és a Wnts/FGF-ekkel kombinálva dorsális karaktert ír elő (Marklund et al., 2004).

Két Raldh gén eltérő módon aktiválódik a korai embrionális fej és előagy fejlődése során. Raldh2 átmenetileg expresszálódik a rostrális ideglemezben és az optikai vezikulákban, míg Raldh3 valamivel később fejeződik ki az elülső előagy feletti felszíni ektodermában. Vizsgálatok egérrel Raldh2/Raldh3 A funkcióvesztéses mutánsok csak részben támasztották alá a madárkísérleti adatokat. Egy RARE-tartalmú riporter transzgén felhasználásával azt találták, hogy Raldh2 az inaktiváció megszünteti az összes RA-aktivitást az előagyi neuroepitheliumban (Mic et al., 2004a Ribes et al., 2006). Raldh2 –/– az embriók hibás növekedést és morfogenezist mutatnak az optikai vezikulában, amely az előagyi neuroepithelium kiürülése és a retina prekurzora (Mic et al., 2004a). Ribes et al. további előagyi hiányosságokról számolt be Raldh2 –/– mutánsok, csökkent sejtproliferációval és számos ventrális determináns megváltozott expressziójával, beleértve az SHH-re reagáló géneket is (Ribes et al., 2006). Molotkova et al. elemezte Raldh2 –/– és Raldh2 –/– Raldh3 –/– összetett mutánsok, és megkérdőjelezték az RA korai működését az előagyban a gének normális expressziós mintázatának megfigyelése alapján, beleértve Fgf8 és Meis2 (Molotkova et al., 2007). Így továbbra is vitatott, hogy az RA kulcsfontosságú szerepet játszik-e az optikai vezikulák fejlődésének szabályozásán kívül, és nehéz megoldani a rendelkezésre álló (embrionális halálos) Raldh-null egérmodellekkel. Az RA jelátvitel gátlásának egy alternatív megközelítése egy domináns-negatív receptor (DN-RARα) expresszálása az embrionális telencephalonban (a Cre-lox rendszert használva a szövetspecifikus expresszióhoz). Ez a megközelítés a sejtproliferáció csökkenéséhez és a sejthalál növekedéséhez is vezetett a telencephalicus progenitor populációkban (Rajaii et al., 2008). Ezenkívül az Islet1-et expresszáló sejtek abnormális eloszlását találták a ventrális telencephalonban, az Islet1 + sejtek a mediális ganglion eminenciákban (MGE) vannak jelen, ahelyett, hogy a laterális ganglion eminenciákra (LGE) korlátozódnának, ami arra utal, hogy az RA szerepet játszik a progenitor sejtpopulációk specifikációja.

A retinoid jelátvitel befolyásolhatja a specifikus progenitor populációkat az előagy fejlődésének későbbi szakaszaiban, bár ezek a funkciók továbbra is rosszul jellemezhetők. Smith és mtsai. (Smith és mtsai, 2001) először arra a megfigyelésre utaltak, hogy az RA az agykéreg neurogenezist szabályozó diffundálható jele lehet. Raldh2 – és kisebb mértékben Raldh1 – a fejlődő meningeális sejtrétegben expresszálódik az E13.5-től a posztnatális stádiumig. Az agyhártyasejtek által termelt RA így diffundálhat a neuroepitheliumban, ahol befolyásolhatja a progenitor sejtek proliferációját vagy differenciálódását és/vagy radiális migrációját a kérgi rétegek mentén. Az agyhártya által termelt RA szabályozhatja a neurogenezist más agyi régiókban a későbbi fejlődési szakaszokban (Zhang et al., 2003). Új játékos érkezett Siegenthaler és társai legutóbbi munkáiból. (Siegenthaler et al., 2009). Az RDH10, amely a RALDH-k előtt hat, a fejlődő agyhártyában is expresszálódik (Romand et al., 2008), és a tanulmányok során Foxc1 mutáns egerek, amelyek hibás előagyi meningeális képződést mutatnak, Siegenthaler et al. csökkentet mutatott Raldh2 és Rdh10 expresszióját az érintett agyhártyában, és azt találták, hogy az all-trans-RA kezelés javította a kéreg fejlődését mind in vivo, mind explantációs tenyésztési rendszerben. Chatzi et al. (Chatzi et al., 2011) megkérdőjelezték ezeket az eredményeket és a meningealis RA szerepére vonatkozó hipotézist. Ezek a szerzők elemezték Raldh2 –/– mutánsok az E14.5-nél az anyai RA mentése után, és nem számoltak be változásról a sejtproliferációban vagy a kérgi rétegek általános szerveződésében, bár a meningeális rétegekből hiányzott az RA aktivitás, amint azt egy riporter transzgénnél megfigyelték. Ezt a problémát alaposabb tanulmányokkal kell megoldani, és további egérmodellek létrehozására lehet szükség az RA szintézis agyhártyában történő szövetspecifikus ablációjával. Jelenleg az RA egyetlen egyértelmű szerepe az előagyban a középső és késői fejlődési stádiumban a GABAerg striatális projekciós neuronok és interneuronok differenciálódásához kapcsolódik, amelyek a szaglóhagymába és a kéregbe vándorolnak, és magában foglalja a RALDH3 aktivitást az LGE szubventrikuláris zónában (Chatzi et al. , 2011 Molotkova et al., 2007). Továbbá világossá válik, hogy az endogén RA-funkciók valószínűleg fennmaradnak a felnőtt neuronok populációiban (lásd 3. keretes írás).

A szekvenciális RA aktivitás modelljei a hátsó agy szegmentációja során. A jelátviteli molekulák fokozatos eloszlását és az RA szintetizáló és metabolizáló enzimek expressziós mintázatait mutatjuk be. A pozitív és negatív szabályozási kölcsönhatásokat nyilak, illetve sávok jelzik. Ezek a kölcsönhatások szekvenciálisak, és a gastrula/neurula korai (pre-szegmentális) szakaszaiban kezdődnek, ezért a rombomer séma (szürke) csak helyzeti tereptárgyakat biztosít. (A) A „növekvő gradiens” modell azt sugallja, hogy az RA morfogén gradiense nem rögzített, hanem az idő előrehaladtával meredekebbé válik, és sorrendben határozza meg a rombomereket az elülsőtől a hátsó felé. (B) Az „eltolódó határ” modell azt feltételezi, hogy a lokalizált RA degradációt szabályozza és/vagy finomítja az expozíciós idő. Fontos, hogy a CYP26 enzimek expressziója dinamikus, így lépésenkénti módon eléri az RA-függő szabályozás határait. (C) A „lebomláson alapuló” modellben az RA gradienst a lebomlásának helyi szabályozása alakítja. Cyp26a1 az expressziót két gradiens ellentétes hatása szabályozza: RA szabályozó Cyp26a1 pozitívan, szemben az FGF jelátvitellel – végül az RA-t helyettesítve – negatívan szabályozva azt. Raldh2 Ez a két gradiens hatás is szabályozza, hozzájárulva az RA termelés szabályozásához a forrásnál. (D) A legutóbb javasolt modell magában foglalja az RDH10 hatását, amely retinaldehidet termel a ventrális hátsó agyban, és somitokat, amelyek a RALDH2-t expresszáló sejtek felé diffundálnak. A dinamikájának köszönhetően Rdh10/Raldh2 A legmagasabb RA szintek a hátsó agy/gerincvelő határán keletkeznek, és ez a csúcs a fejlődés előrehaladtával hátrafelé mozog. Az A-D-ben bemutatott modellek nem zárják ki egymást, és együttesen valószínűleg figyelembe veszik az RA szekvenciális szabályozó hatásait az előre szegmentált és szegmentált hátsó agyban.

A szekvenciális RA aktivitás modelljei a hátsó agy szegmentációja során. A jelátviteli molekulák fokozatos eloszlását és az RA szintetizáló és metabolizáló enzimek expressziós mintázatait mutatjuk be. A pozitív és negatív szabályozási kölcsönhatásokat nyilak, illetve sávok jelzik. Ezek a kölcsönhatások szekvenciálisak, és a gastrula/neurula korai (pre-szegmentális) szakaszaiban kezdődnek, ezért a rombomer séma (szürke) csak helyzeti tereptárgyakat biztosít. (A) A „növekvő gradiens” modell azt sugallja, hogy az RA morfogén gradiense nem rögzített, hanem az idő előrehaladtával meredekebbé válik, és sorrendben határozza meg a rombomereket az elülsőtől a hátsó felé. (B) Az „eltolódó határ” modell azt feltételezi, hogy a lokalizált RA degradációt szabályozza és/vagy finomítja az expozíciós idő. Fontos, hogy a CYP26 enzimek expressziója dinamikus, így lépésenkénti módon eléri az RA-függő szabályozás határait. (C) A „lebomláson alapuló” modellben az RA gradienst a lebomlásának helyi szabályozása alakítja. Cyp26a1 az expressziót két gradiens ellentétes hatása szabályozza: RA szabályozó Cyp26a1 pozitívan, szemben az FGF jelátvitellel – végül az RA-t helyettesítve – negatívan szabályozva azt. Raldh2 Ez a két gradiens hatás is szabályozza, hozzájárulva az RA termelés szabályozásához a forrásnál. (D) A legutóbb javasolt modell magában foglalja az RDH10 hatását, amely retinaldehidet termel a ventrális hátsó agyban, és somitokat, amelyek a RALDH2-t expresszáló sejtek felé diffundálnak. A dinamikájának köszönhetően Rdh10/Raldh2 A legmagasabb RA szintek a hátsó agy/gerincvelő határán keletkeznek, és ez a csúcs a fejlődés előrehaladtával hátrafelé mozog. Az A-D-ben bemutatott modellek nem zárják ki egymást, és együttesen valószínűleg figyelembe veszik az RA szekvenciális szabályozó hatásait az előre szegmentált és szegmentált hátsó agyban.

RA műveletek előrés származékokban

Az RA jelátvitelnek számos más funkciója is van a korai embriogenezis során. Röviden megvitatjuk, hogy ezek a funkciók hogyan korrelálhatnak a sejtrétegek közötti aktivitás és/vagy diffúzió gradienseivel, először az elágazó apparátusra, majd a tüdőre és a hasnyálmirigyre összpontosítva. A más szervrendszerek RA funkcióinak részletei más áttekintésekben találhatók (Duester, 2008 Niederreither és Dollé, 2008).

RA jelzés az elágazó készülékben

Az ágívek olyan szegmentális struktúrák, amelyek az embrionális előbél endoderma mentén fejlődnek ki. Szegmentális középső/hátsóagyi neurális gerincfolyamok kolonizálják őket, és különféle származékokat eredményeznek, beleértve a nyálcsontot, a pajzsmirigyet, a mellékpajzsmirigyet és a csecsemőmirigyet, valamint specifikus szívpopulációkat. Az RA-t lokálisan a RALDH2 termeli, amely az előtorkot körülvevő mesenchymában fejeződik ki egészen a 4-6. ívek szintjén egy meglehetősen éles határig (Niederreither et al., 2003). Egy RA-re reagáló transzgén elemzése az RA aktivitás kiterjedtebb területét tárta fel, amely egészen a 2. ív hátsó széléig terjed. Továbbá ezt az aktivitást mind a mesenchymális, mind az endodermális sejtrétegekben megtalálták. A RALDH2 funkció az elágazó készülékben feltárásra került Raldh2 –/– stádium-specifikus anyai RA kiegészítéssel megmentett mutánsok (Niederreither et al., 2003). Ez a kiegészítés részben megmentette a hátsó agyi és idegi gerinchibákat, feltárva egy abnormális elágazási fenotípust, amelyben a 3., 4. és 6. ívből származó összes struktúra nem fejlődött ki, beleértve az endodermális tasakot és az aortaív artériáit. Következésképpen ezeknek az íveknek a származékai közül sok hiányzott vagy abnormális volt a magzati szakaszban. Az aorta és az aortaívekből származó nagy erek rendellenességeit is észlelték, az aortatörzs septációjának hiányával (perzisztens truncus arteriosus), ami nem egyeztethető össze a születés utáni túléléssel.A korai szomita stádiumú vad típusú embriók pan-RAR antagonistával (BMS493) történő kezelése hasonló hatásokat eredményezett a hátsó elágazási ívekben (Wendling et al., 2000). A hipomorfia kialakulása Raldh2 A mutáció feltárta az elágazó régió sajátos érzékenységét a csökkent RA szintézisre, mivel a hipomorf mutánsok olyan rendellenességeket mutattak, amelyek fenomásolták a megmentett Raldh2 –/– mutánsok (Vermot et al., 2003). Ezek a rendellenességek egy emberi állapotot, a DiGeorge-szindrómát fenomásolnak, amelyet a T-box 1 (TBX1) transzkripciós faktort (TBX1) és a CRKL adapterfehérjét kódoló géneket érintő kromoszómális deléciók okoznak. Az egér elemzése Tbx1/Crkl A funkcióvesztési modellek lokálisan megnövekedett RA jelátvitelt mutattak ki a változás miatt Raldh2 és Cyp26a1/Cyp26b1 expressziós domének (Guris és mtsai, 2006), és genetikai kölcsönhatás között Raldh2 és Tbx1 nemrégiben kimutatták (Ryckebusch et al., 2010). Ezek az adatok együttesen azt mutatják, hogy az RA a hátsó elágazási ívek és származékaik mintázására hat, és a retinoid útvonalat bevonja a DiGeorge-szindróma patogenezisébe.

Az elágazási régióban következetes molekuláris rendellenességeket figyeltek meg Raldh2 mutánsok (Niederreither et al., 2003 Vermot és mtsai, 2003) és BMS493-mal kezelt tenyésztett embriók (Wendling és mtsai, 2000). Az érintett gének között szerepel Hoxa1 és Hoxb1, amelyek két RITKA tartalmú gén, amelyek szintén

3. doboz. Retinoidok a felnőtt agyban

A retinoid funkciók valószínűleg a születés utáni élet során is fennmaradnak. Az egerek RARβ és RXRγ mutánsai, két receptor, amelyek kifejezetten a striatális struktúrákban expresszálódnak, beleértve a caudate putament és a nucleus accumbens (NAc), csökkent mozgási aktivitást és károsodott motoros teljesítményt mutatnak, amely jellemző a kóros striatális működésre. Fontos, Rxrg –/– az egerek fokozott kétségbeesett viselkedést és a depresszió másik kulcstünetét (anhedonia) mutatják, amelyeket a krónikus antidepresszáns kezelés megfordít. Az RXRγ adenovírus által közvetített re-expressziója a NAc-ben szintén megfordította ezeket a viselkedéseket, egyértelműen bizonyítva az RXRγ jelátvitel posztnatális funkcióját (Krzyzosiak et al., 2010). Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a megváltozott retinoid jelátvitel hozzájárulhat a nigrostriatális rendszert érintő betegségekhez, mint például a Parkinson- és a Huntington-kórhoz.

Az RA a hippocampusban is hathat, amely a memóriafeldolgozás és az érzelmek kulcsfontosságú struktúrája. A neurogenezis az élet során a hippocampalis szemcsés zónában zajlik, amely egy magas RA aktivitású hely. Rarb –/– és Rxrg –/– Az egerek térbeli tanulási és memóriahiányosak, mint például az A-vitamin-hiányos (VAD) patkányok, amelyeknél a hiányt RA-kezeléssel meg lehet menteni (Bonnet et al., 2008). A megváltozott retinoid jelátvitel szintén szerepet játszhat az öregedő egerek hippocampális funkcióinak leromlásában. Néhány úttörő tanulmány arra utal, hogy a retinoidok szabályozhatják a hippocampális őssejtek proliferációját és/vagy differenciálódását funkcionális neuronokká. A felnőttkori idegi őssejtek az előagy szubventrikuláris zónájában és a szaglóburában is megtalálhatók. In vitro az RA fokozhatja a neurogenezist a felnőtt előagyi neuroblasztok proliferációjának és differenciálódásának fokozásával, in vivo pedig szabályozhatja a lassan osztódó asztrociták proliferációját a szubventrikuláris zónában (Haskell és LaMantia, 2005). E funkciók további jellemzése fontos következményekkel járhat a neurodegeneratív betegségek terápiájában vagy megelőzésében.

érintett a fejlődő hátsó agyban. Az RA-hiány fenotípus további lehetséges effektorai közé tartoznak elsősorban az Fgf gének Fgf8 és Fgf3, amelynek kifejeződése erősen csökkent ben Raldh2 mutánsok. Sem a molekuláris, sem a fenotípusos vizsgálatok nem szolgáltattak egyértelmű bizonyítékot az elágazó régióban ható RA koncentráció-gradiensre. Ugyanakkor jelezték, hogy a retinoid jel nem sejt-autonóm módon működik: a hátsó agyi modellel analóg módon egyaránt definiálható „függőleges” jelként, amely a mezenchimától a garat endodermájához halad, és mint „sík” jel, amely a garat endodermája felé terjed. elágazó régió a 3. ív szintjéig. Egy másik párhuzam a hátsó aggyal, hogy az RA hatást korlátozhatja a CYP26-ok aktivitása, amelyek mindegyike specifikus elágazó/nyaki sejtpopulációkban expresszálódik (1. táblázat).

RA jelzés a tüdő fejlődése során

A régióspecifikus retinoid jelátvitelnek más fontos funkciói is vannak az előbél-származékok fejlesztésében. Elemzése Raldh2 –/– mutánsok és embrionális explantátumokon végzett kísérletek kimutatták, hogy az RA/RAR aktivitás hiánya megakadályozza az elsődleges tüdőrügyek indukcióját és növekedését (Desai et al., 2006 Wang et al., 2006). A mögöttes molekuláris események közé tartozik a hiánya Fgf10 indukció a tüdőmezőben (az a régió, ahol az elsődleges tüdőrügyek indukálódnak), amelyet a TGFβ jelátvitel fokozódása okoz, ami gátló hatással van Fgf10 kifejezés (Chen és mtsai, 2007 Chen et al., 2010).

RA jelzés és hasnyálmirigy fejlődés

Zebrahalban kimutatták (lásd Alexa et al., 2009), Xenopus (Chen és mtsai, 2004) és egér (Martin et al., 2005 Molotkov et al., 2005) szerint a hasnyálmirigy fejlődéséhez RA is szükséges. Itt az RA (mezodermálisan a RALDH2 által termelt) az endoderma felé diffundálva hat, ahol a legtöbb molekuláris rendellenesség figyelhető meg RA-hiány esetén. A hasnyálmirigy két endodermális primordiaból származik, amelyek a ventrális és a háti rügyek néven ismertek, és az RA hiánya kifejezetten befolyásolja a dorsalis hasnyálmirigy rügyének indukcióját és növekedését. Az RA egyik fontos szerepe az SHH jelátvitel leszabályozása, amely gátló hatással van a hasnyálmirigy-indukcióra. Az RA a hasnyálmirigy endokrin sejtvonalainak meghatározásának későbbi lépéseiben is hathat (Martin és mtsai, 2005 Ostrom és mtsai, 2008). A legújabb kutatások azt mutatják, hogy az RA globálisabban hathat az endodermából származó szervek helyzetének koordinálására az előbél és a középbél AP tengelye mentén (Bayha et al., 2009), és hogy a CYP26 enzimek korlátozhatják az RA jelátvitel mértékét és felállíthatják a határt. a hasnyálmirigy mező (Kinkel et al., 2009).

RA és a végtagok fejlődése

Számos korai tanulmány vizsgálta az RA szerepét az embrionális végtagbimbó-mintázatban, amelyet a csirkeszárny bimbóiban lokálisan alkalmazva tükörképes számjegyek megkettőzését indukáló képességéről szóló beszámolók váltották ki (Tickle és mtsai, 1982), valamint a differenciális endogén sejtek mérése. koncentrációk a végtag AP tengelye mentén (Thaller és Eichele, 1987). A végtagok csontvázának mintázatának rendellenességeit először jelentették Rara –/– Rarg –/– összetett mutáns egerek (Lohnes et al., 1994), és később kiderült, hogy az RA-szintetizáló enzimek mutánsai hipoplasztikus vagy hiányzó mellső végtagbimbókkal rendelkeznek.Rdh10 –/– ill Raldh2 –/– mutánsok, illetve) (Cunningham et al., 2011 Niederreither et al., 1999 Sandell et al., 2007). Az összetett Raldh-mutánsok részletes vizsgálata azonban azt mutatta, hogy az RA nem szükséges a hátsó végtagok fejlődéséhez (Zhao et al., 2009). Megállapítást nyert, hogy az RA-hiány befolyásolja a mellső végtag rügynövekedésének és mintázatának számos szabályozójának expresszióját, köztük Fgf4/8 és Pszt (Mic et al., 2004b Niederreither et al., 2002). Egy későbbi tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy ezek a hatások közvetettek, mivel az RA a végtag bimbóján kívül, és talán még az indukció előtt is hat: itt az FGF8 jelátvitel RA-függő gátlása a test tengelyében az elülső végtag mező közelében olyan megengedő környezetet teremtene, amely lehetővé teszi a végtagot. rügyindukció (Zhao et al., 2009). Végül a végtagbimbósejteknek RA-védett környezetben kell fejlődniük, főként a CYP26B1 tartós hatása révén (Probst et al., 2011 Yashiro és mtsai, 2004). Érdekes módon egy ilyen funkció a tetrapodák végtagjainak specializálódása előtt is felmerülhetett. Valójában az RA jelzésre a zebradán mellúszórügyeinek kialakulásához is szükség van, amely a gasztrulációtól a korai somita stádiumig megengedő jelként hat az uszonyrügy megfelelő indukciójához és növekedéséhez (Gibert et al., 2006 Grandel és Brand, 2011). .

RA funkció a somitogenezis és az idegcső differenciálódás során

Számos mélyreható tanulmány vizsgálta az RA funkcióit az embrionális test tengelyének megnyúlása során, ahol számos olyan eseményt szabályoz, amelyek a mezodermális szegmentációval és a neurogenezissel kapcsolatosak a caudalis neurális csőben (a jövőbeli gerincvelőben). A szomitok szegmentált epiteliális struktúrák, amelyek egymás után alakulnak ki a bal és a jobb paraxiális mezoderma mentén. Különböző szövetek előfutárai: háti részük, a dermomiotóma izommá és dermiszé differenciálódik, míg ventrális részük, a szklerotóm, vázelemeket (csigolya és bordák) eredményez. A somitképződés egy ritmikus folyamat, amely egy „óra és hullámfront” mechanizmuson alapul, amelyben a Wnt és Notch jelátvitel által vezérelt molekuláris oszcillátor ciklikus génexpressziós hullámokat generál, amelyek rostrálisan haladnak a PSM mentén (Gibb és munkatársai, 2010). . Ez az oszcillátor kölcsönhatásba lép a jelzési gradiensek rendszerével, hogy létrehozzon egy érési vagy „determinációs” frontot, amely az embrionális tengely megnyúlásával hátrafelé elmozdul. A PSM sejtek akkor válnak kompetenssé, hogy reagáljanak az oszcillációkra, amikor a determinációs front előtt helyezkednek el, elindítva a szomitaképződés programját. A legújabb eredmények arra utalnak, hogy ennek a frontnak a helyzetét szabályozó mechanizmus két dinamikus, antagonizáló gradienst foglal magában: egy caudalis-rostral Wnt/FGF gradienst és egy ellentétes RA gradienst (6. ábra) (Diez del Corral et al., 2003) áttekintette: Aulehla és Pourquie, 2010 Pourquie, 2011). Amint azt a riporter transzgének kimutatták, a gastrulációs szakaszokban az RA aktivitás fokozatosan kiszorul a leghátsó mesodermából, ami korrelál a Cyp26a1 expressziója ebben a régióban (Ribes et al., 2009 Sirbu és Duester, 2006). Az axiális megnyúlás későbbi szakaszaiban, Raldh2 specifikusan kifejeződik az újonnan képződött szomitákban és a legelülső PSM-ben. VAD fürj embriók elemzése és Raldh2 –/– az egérmutánsok kimutatták, hogy az RA jelátvitel hiánya az elülső expanzióhoz vezet. Fgf8 domént a PSM mentén és kisebb szomiták kialakulásához (Diez del Corral et al., 2003 Vermot et al., 2005). Az RA képes elnyomni a hátsó ektodermális expressziót Fgf8 rövid ideig, amikor a szomitogenezis molekuláris óra beindul (Sirbu és Duester, 2006).

Az RA másik fontos szerepe a bal és jobb oldali szomitikus oszlopok bilaterális szimmetriájának szabályozása. Raldh2 –/– Az egérembriók egyik (általában a jobb) oldalon gyakran kevesebb szomitát mutatnak (Vermot et al., 2005). Ezt az aszimmetriát a szomitképzésben a molekuláris expressziós hullámok deszinkronizációja okozza a bal és a jobb PSM mentén. Hasonló eredményeket kaptunk a csirke (Vermot és Pourquie, 2005) és a zebrahal (Kawakami és mtsai, 2005) embrióiban végzett kísérleti beavatkozással az RA jelátvitelbe. Nemrég kimutatták, hogy egy mutáció egérben Rere (amely egy kromatin-újramodelláló fehérjét kódol, más néven atropin) a szomitképződésben hasonló aszimmetriához vezet, mint a Raldh2 –/– embriók (Vilhais-Neto et al., 2010). Ezek a szerzők kimutatták, hogy a RERE pozitívan szabályozza az RA jelátvitelt azáltal, hogy komplexet képez az NR2F2 (COUP-TFII), p300 (EP300) és RAR receptorokkal, elősegítve ezzel a célgének transzkripciós aktiválását. Érdekes módon, Nr2f2 azt találták, hogy aszimmetrikusan expresszálódik a jobb oldali PSM-ben, egy olyan doménben, amely egybeesik az aszimmetrikus RA jelátvitellel, amint azt egy riporter transzgén detektálta. Ez egy olyan felülvizsgált modellhez vezetett, amelyben a tranziens aszimmetrikus RA jelátvitel az aszimmetrikusan expresszált molekulákat „puffereli”, amelyek az embrionális bal-jobb tengely meghatározójaként működnek, megvédve a PSM-et e jelek deszinkronizáló hatásától (Vilhais-Neto et al., 2010).

A test megnyúlása során a mezodermális differenciálódáshoz szorosan kapcsolódik a sejtsors meghatározásának folyamata a fejlődő gerincvelőben. Az RA úgy fejti ki hatását, hogy a paraxiális/somitikus mezodermáról a szomszédos ideglemezre diffundál, hogy szabályozzon számos molekuláris eseményt, amelyek szükségesek a leendő gerincvelő neuronális sejttípusainak meghatározásához (Diez del Corral et al., 2003 Molotkova et al., 2005 Novitch et al. ., 2003 Wilson et al., 2004). Ebben a folyamatban kulcsfontosságú a korábban leírt funkcionális antagonizmus az RA és az FGF jelátvitel között, amely utóbbi fenntartja a proliferatív „szár” zónát a caudalis legszélső ideglemezben (6. ábra). A magas FGF szint gátló hatást fejt ki Raldh2 expresszióját, és a CYP26A1 jelenléte a caudalis szárzónában tovább akadályozza a nem megfelelő RA jelátvitelt. Miután az FGF jel a PSM mentén gyengül, az RA elindítja a gerincvelői differenciálódás kezdetét, és elősegíti a ventrális neuronális sejttípusok meghatározásában részt vevő gének indukcióját. Fontos, hogy a kanonikus Wnt jelátvitel közvetíti az átmenetet az FGF-ről az RA jelzésre a tengely megnyúlása során (Olivera-Martinez és Storey, 2007). Ezeket az eseményeket máshol részletesen áttekintették (Diez del Corral és Storey, 2004 Wilson et al., 2009).


Nézd meg a videót: Hemo-G tájékoztató (Augusztus 2022).