Взаимодействие мутантных генов Fgf5go-Y, hr, we и wal, нарушающих развитие и рост волос у мыши

• Автор: Нестерова, Анастасия Петровна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Формирование и рост волос у млекопитающих

1.2. Генетический контроль циклического развития волосяных фолликулов у мыши и человека

1.2.1. Генная регуляторная сеть BMP в контроле развития волосяного фолликула

1.3. Мутантные гены, нарушающие развитие волосяного покрова

мыши

1.3.1. Ген hairless (hr) 3 О

1.3.2. Ген angora (Fgf5g°'r)

1.3.3. Ген wellhaarig (we)

1.3.4. Ген waved alopecia (wal) 39 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Линии мышей, используемые в работе
2.2. Получение двойных и тройных гомозигот
2.3. Изучение шерстного покрова животных
2.3. Гистологические методы
2.4. Полимеразная цепная реакция
2.5. Оценка уровня экспрессии генов методом ПЦР в реальном времени 56 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Изучение взаимодействия мутантных генов angora-Y (Fgf5gü~r)
и hairless (hr)
3.2. Изучение взаимодействия мутантных генов angora-Y (Fgf5go~Y)
и waved alopecia (wal)
3.3. Изучение взаимодействия мутантных генов angora (Fgf58°~Y), waved alopecia (wal) и wellhaarig (we) у тройных гомозигот
3.4. Изучение циклов волосяных фолликулов у мышей генотипов we/we wal/wal, Fgf5s°'Y/Fgf5s°~Y wal/wal и Fgf'58°'Y/Fgf58n'] we/we wal/wal
3.5. Анализ экспрессии мРНК генов Bmp2 и Idl — маркеров генной регуляторной сети BMP в ходе цикла волосяных фолликулов у мыши
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4. Е Взаимодействие мутантного гена angora-Y (Fgf58U~r) с мутантными генами hairless (hr), wellhaarig (we), и waved alopecia (wal)
4. 2. Работа генной регуляторной сети BMP в цикле волосяного фолликула у мышей нормального и мутантного генотипов
4.2Л. Работа генной регуляторной сети BMP в цикле волосяного фолликула у мышей С57/В16
4.2.2. Работа генной регуляторной сети BMP в цикле волосяного фолликула у мышей we/we wal/wal и Fgf58°~ Y/Fgf5g°~Ywe/we wal/wal
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Изучение генетического контроля процессов развития волосяного покрова у млекопитающих является актуальной задачей генетики развития, и имеет важное прикладное значение для дерматологии и косметической медицины.
Общее число волосяных фолликулов на теле взрослого человека составляет около 6 млн. Несмотря на то, что у человека волосы уже не выполняют многие из своих изначальных биологических функций, волосы, по-прежнему, имеют большое значение для поддержания нормальной физиологии кожи человека. Патологии роста волос и самообновления клеток волосяных фолликулов часто связаны с этиологией многих серьезных заболеваний кожи, в том числе и онкологических (Patzelt et al., 2008).
Сам волосяной фолликул млекопитающих является уникальным объектом исследований, поскольку каждый волос много раз повторяет свой цикл развития, который включает стадии роста (анагена), регрессии (катагена) и покоя (телогена). Цикл волоса является сложной саморегулиремой системой, и любой сбой в работе этой системы приводит к развитию заболеваний волос. При этом патологическое выпадение (алопеция), так же как и чрезмерный рост волос часто является следствием нарушения смены стадий цикла волосяных фолликулов.
Морфологические изменения и процессы в ходе патологического развития волос хорошо известны и описаны для разных типов мутаций шерстного покрова у животных и многих заболеваний кожи и волос у человека, но только недавно стали выясняться молекулярно-генетические механизмы, лежащие в основе развития, роста и цикла волосяных фолликулов. Волосяные фолликулы, не модифицированные в результате специализации, имеют очень сходное строение у целого ряда видов млекопитающих. Среди млекопитающих, используемых в экспериментальной биологии и медицине, лабораторные мыши (Mus

В ходе альтернативного сплайсинга проРНК гена Fgf'5 получается одна полноразмерная мРНК и одна короткая, в которой и почти весь третий экзон (Ozawa et al, 1998). Таким образом, с геном Fgf5 связано образование двух белков (FGF5 29,103 кДа и FGF5S 12,675 кДа). FGF5S экспрессируется в клетках стержня волоса, a FGF5 - в макрофого-подобных клетках кожи. Показана способность FGF5 инициировать стадию катагена, при этом FGF5S является его антагонистом (Suzuki et al, 2000).
FGF5 связывается с рецепторами FGFRl-IIIc, FGFR2-IIIc. (Powers, 2000, Petiot, 2003). Один из этих рецепторов - FGFRl-IIIc экспрессируется в дермальном сосочке на стадии анагена, и не экспрессируется на стадиях позднего катагена и телогепа (Rosenquist, 1996). Кроме белка FGF5 с рецептором FGFRl-IIIc связываются фибробластные ростовые факторы FGF1 и FGF2, при этом аффинность FGF5 по отношению к этому рецептору в два раза ниже по сравнению с FGF1 и FGF2 (Powers et al., 2000). Показано, что взаимодействие FGF1 и FGF2 с рецептором FGFRl-IIIc приводит к активации пролиферации клеток НКВ волоса, a FGF5 снимает эффект, производимый FGF1 (Ota, 2001).
Таким образом, модель действия FGF5 в волосяном фолликуле можно представить следующим образом: на стадии позднего анагена цикла волосяного фолликула в коже у мыши уровень экспрессии FGF5 резко возрастает (Kawano,2005). В это же время макрофаго-подобные клетки, в которых образуется FGF5, мигрируют к дермальному сосочку, а уровень экспрессии FGF5S в волосяном фолликуле снижается (Suzuki et al, 2000). Высокая концентрация FGF5 в дермальном сосочке, а также снижение экспрессии антагонистов FGF5 приводит к тому, что рецепторы FGFRl-IIIc связываются преимущественно с FGF5, а не с FGF1. В результате успешной конкуренции FGF5 с FGF1 за рецептор FGFRl-IIIc, этот рецептор перестает выполнять свои функции по активации пролиферации клеток НКВ и рост волоса останавливается (Ota, 2001).