Найден механизм развития сердечных клапанов в эмбриональном периоде

Ученые медицинской школы имени Перелмана при Пенсильванском Университете приблизились к разгадке причины появления врожденных пороков развития клапанов сердца. Они обнаружили, что гидродинамическая сила крови в многом отвечает за регуляцию эмбрионального развития структур клапанов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Developmental Cell.

В то время, как дефекты клапанов встречаются с частотой 2% среди всех новорожденных, лишь немногие из них объясняются только генетической предрасположенностью. Причина остальных случаев связывалась с предположительным влиянием эпигенетических факторов и изменениях в экспрессии генов. Однако теперь ученые владеют новыми данными, говорящими о том, что в морфологическом развитии сердечных клапанов важную роль играет давление крови в сердце, оказывающее влияние на клетки, которые выстилают ткани молодых клапанов. Эти клетки, в свою очередь, передают сигнал к клеткам эндокардиального валика, которые и формируются в зрелые структуры органа.

В эмбриональный период клапаны сердца развиваются в виде валиков или «подушек», которые затем изменяют форму и истончаются, превращаясь в створки клапана.

Изображение перестройки клапанов, сердце мыши на 13,5 день эмрионального развития; Доктор Лорен Годдард, медицинская школа имени Перелмана при Пенсильванском Университете

Доктор Лорен Годдард, исследователь лаборатории Кан, обнаружила, что клетки, выстилающие эндокардиальные валики, вырабатывают особый протеин- KLF2. При этом была замечена связь между количеством вырабатываемого белка и силой сдвига, которое обеспечивает гидродинамическое давление крови. Чем больше давление, тем больше выражена экспрессия протеина.

Далее в эксперименте были задействованы мыши, у которых KLF2 были искусственно деактивирован: у этой группы животных полноценного развития клапанов не произошло. Такой результат объясняется нарушением экспрессии связанного WNT9B белка и снижением функционирования WNT сигнального пути мезенхимальных клеток (один из внутриклеточных сигнальных путей, регулирующий дифференцировку клеток).

Дальнейшее исследование эмбрионов рыб Данио-рерио подтвердило, что выработка WNT9B в эндокардиальных клетках развивающейся ткани клапанов зависит как от гемодинамических сил сдвига, так и от экспрессии KLF2.

Таким образом, сигнальный путь KLF2-WNT9B является установленным молекулярным механизмом, за счет которого происходит контроль сложного клеточного процесса развития клапанов сердца через влияние гидродинамической силы на эндотелиальные клетки. Связывая новое открытие с врожденным пороками сердца, можно с уверенностью предположить, что эта патология во многом объясняется нарушениями описанного пути механотрансдукции.

Подготовила Александра Шатрова

Источник

Автор публикации

не в сети 12 часов

Редакция

Комментарии: 0Публикации: 615Регистрация: 11-07-2017

Добавить комментарий

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Генерация пароля