A harántcsíkolt vázizom differenciációja, regenerációja

A harántcsíkolt vázizom differenciációja, regenerációja

Shahragim Tajbakhsh Current Opinion in Genetics & Development 2003, 13:413–422

közti mezoderma

Paraxiáls mezoderma Oldalsó mezoderma Fej

vese

ivarszervek

szomiták

Keringés, vér, extra-embrionális mezoderma Sclerotome Myotom Dermatome

Chorda mezoderma

Gilbert 2000 nyomán

sclerotome

syndetome

myotome

Shahragim Tajbakhsh Current Opinion in Genetics & Development 2003, 13:413–422 Aileen McDermott és mtsa, Development 132, 345-357

Felszíni ektoderma

BMP-4

Wnt

NT Pax3 MyoD

Wnt 1,3 Myf5

Shh NC

Pax1

BMP4, FGF

A dermomiotom sorstérképe

Az izomképző progenitor sejtek kialakulása


Szomita

Dermomyotome

DorsoDermotome mediális ajak

Sclerotome

Ventrolaterális ajak

Epaxiális myotom

Hypaxialis myotom

Mély háti izmok

Testfal, végtagok, nyelv

Az izomképző progenitor sejtekre ható szignálok

Aileen McDermott és mtsa, Development 132, 345-357


Izomsejt differenciáció fő sejttípusai és a kulcsszerepet játszó transzkripciós faktorok Mezodermális szomita sejt

„Myogenic sejt sokszorozódás

Pax3/Pax7; c-met; paraxis; Meox2; Lbx1

Shahragim Tajbakhsh Current Opinion in Genetics & Development 2003, 13:413–422 és Charge´Sophie B. P. and Michael A. Rudnicki. Physiol Rev 84: 209–238, 2004; nyomán

MyoD bHLH TF család

Myf5, Mrf4/Myf6 MyoD myogenin

Notch elengedhetetlen a progenitor sejtek fenntartásához



Pax3; c-met; paraxis; Meox2; Lbx1

Osztódó myoblast

MyoD/Myf5; Mrf4





Osztódó myoblast

Posztmitotikus izomsejt

MyoD/Myf5; Mrf4 Myogenin; MRF4; Myosin HC; izomspecifikus keratin kináz


Izomrost

Izomsejt és mioblast fúziójában szerepet játszó fehérjék

Michael V. Taylor Current Biology, Vol. 13, R964 2003,




Osztódó myoblast

Posztmitótikus izomsejt

Izomrost

MyoD/Myf5; Mrf4 Myogenin; MRF4; Myosin HC; izomspecifikus keratin kináz -vascularizáció -beidegződés Érett izomrost


Satellita sejtek: az izomszövet őssejtjei

Seale és mtsai., Cell, Vol. 102, 777–786,

Szintén a somita Pax3+/Pax7+ sejtjeiből származnak



Role for Pax7 in the Specification of Satellite Cells

Muscle-derived pluripotent stem cells primarily give rise to myoblasts when cultured in stem-cell medium. By contrast, Pax7-/- muscle stem cells exhibit almost a 10-fold increase in propensity toward hematopoietic differentiation and are incapable of forming adult myoblasts. These data therefore implicate Pax7 in regulating the specification of adult muscle satellite cells by restricting the fate of pluripotent stem cells. Taken together, these experiments suggest the following hypothesis. Pluripotent stem cells (MSC) within muscle represent the progenitors of sublaminar satellite cells that are specified following induction of Pax7. Satellite cells are subsequently activated in response to physiological stimuli to generate daughter myogenic precursor cells (MPC) before terminal differentiation into new or previously existing fibers. Seale és mtsai., Cell, Vol. 102, 777–786,

Role for Pax7 in the Specification of Satellite Cells

Felnőtt izomszövet regenerációra képes sejtjei I. Szatellita sejtek - Morfológiailag azonosíthatóak (Mauro:1961)

Pax7 Charge´Sophie B. P. and Michael A. Rudnicki. Physiol Rev 84: 209–238, 2004

•  A fötális fejlődés alatt jelennek meg: csirke E12-13 és E18; E17,5 egér láb; 10-14. hét ember lábban •  Minden törzsizomban megtalálhatóak, de a lassú izmokban két háromszor nagyobb arányban vannak jelen •  Arányuk nő az erek és az ideg-izom kapcsolatok környékén •  Számuk az egyed öregedésével csökken (újszülött egér izomzatában 30% is lehet, a szatellit sejtmagok aránya ami 2 hónapos korra 5 % alá csökken •  Szatellit sejtek embrionális szomitából és vagy endotéliumból származnak •  Aszimmetrikus osztódás: Numb-/Pax3+/Desmin-/Myf5-/MyoD-: osztódás Numb+ /Pax3- /Desmin+ /Myf5+: differenciáció

II. Muscle resident stem cells: lehetséges progenitorai a szatellit sejteknek III. Endotél és csontvelő őssejtek is képesek izom irányú differenciációra

Törzs-izomsejtek regenerációja - Felnőtt patkányban a izomsejtmagok 1-2 %-a cserélődik ki hetente - Izomregenerációs vizsgálati modellek: izomtoxinok; közvetlen vágással vagy fagyasztással okozott sérülés; különleges egértörzsek (KO: Dystrophin -/- dmx); C2C12 myoblast sejtvonal - Emlős izom képes gyors és nagyfokú regenerációra izomsérülés esetén 1/ izom sérülés 2/ izom degeneráció 3/ izom regeneráció (myogenezis)

Polesskaya és mtsai., Cell, Vol. 113, 841–852,

Izomsérülés: a sarcolemmal és sarcoplazmatikus reticulum sérülésének következtében megnő a Ca2+ influx megindul a az izomdegeneráció, amit fehérvérsejtek bevándorlása követ: 1/ 1-6 óra neutrophil granulocita bevándorlás 2/ 48 óra makrofág bevándorlás

Izom regeneráció megindulása: 1/ megnövekedett sejtosztódás 2/ myociták fúziója egymással (új rost létrehozása) és/vagy a sérült rosttal 3/ a regenerálódott vagy újonnan keletkezett izomrostok differenciációja

Charge´Sophie B. P. and Michael A. Rudnicki. Physiol Rev 84: 209–238, 2004

Felnőtt izomszövet regenerációjának szabályozása

Charge´Sophie B. P. and Michael A. Rudnicki. Physiol Rev 84: 209–238, 2004

Role for Wnt Signaling in Myogenic Recruitment of Adult Stem Cells

Our experiments suggest the hypothesis that Wnt signals secreted from damaged fibers, resident myoblasts, and possibly other cell types in injured muscle induces the activation of myogenic transcription factors and commitment of stem cells to muscle precursors. Wnt signaling may converge on activation of the Pax7 gene to induce myogenic specification. Following repair, secretion of Wnt antagonists, sFRPs 2 and 3, blocks Wnt signals, thereby nterrupting the myogenic recruitment of stem cells. Polesskaya és mtsai., Cell, Vol. 113, 841–852,

Szívizomszövet sérülése és spontán gyógyulása

Szívizomszövet pótlási lehetőségek

A harántcsíkolt vázizom differenciációja, regenerációja

Recommend Documents