A harántcsíkolt vázizom differenciációja, regenerációja

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

közti mezoderma vese ivarszervek Paraxiáls mezoderma Fej szomiták Oldalsó mezoderma Keringés, vér, Chorda extra-embrionális mezoderma mezoderma Sclerotome Myotom Dermatome 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 Wnt 1,3 Myf5 Pax3 MyoD BMP4, FGF Shh Pax1 NC

A dermomiotom sorstérképe

Az izomképző progenitor sejtek kialakulása

Szomita Dermomyotome Sclerotome Dorsomediális ajak Dermotome 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

Izomsejt differenciáció fő sejttípusai és a kulcsszerepet játszó transzkripciós faktorok Mezodermális szomita sejt Myogenic sejt sokszorozódás Osztódó myoblast Pax3; c-met; paraxis; Meox2; Lbx1 MyoD/Myf5; Mrf4 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

Izomsejt differenciáció fő sejttípusai és a kulcsszerepet játszó transzkripciós faktorok Mezodermális szomita sejt Myogenic sejt sokszorozódás Osztódó myoblast Posztmitotikus izomsejt Izomrost Pax3; c-met; paraxis; Meox2; Lbx1 MyoD/Myf5; Mrf4 Myogenin; MRF4; Myosin HC; izomspecifikus keratin kináz 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

Izomsejt és mioblast fúziójában szerepet játszó fehérjék Michael V. Taylor Current Biology, Vol. 13, R964 2003,

Izomsejt differenciáció fő sejttípusai és a kulcsszerepet játszó transzkripciós faktorok Mezodermális szomita sejt Myogenic sejt sokszorozódás Osztódó myoblast Posztmitótikus izomsejt Izomrost Pax3; c-met; paraxis; Meox2; Lbx1 MyoD/Myf5; Mrf4 Myogenin; MRF4; Myosin HC; izomspecifikus keratin kináz -vascularizáció -beidegződés Érett izomrost 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

Satellita sejtek: az izomszövet őssejtjei Seale és mtsai., Cell, Vol. 102, 777 786,

Szintén a somita Pax3 + /Pax7 + sejtjeiből származnak

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

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

I. Szatellita sejtek Felnőtt izomszövet regenerációra képes sejtjei - 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); C 2 C 12 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 Ca 2+ 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