КЛЮЧОВІ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ РЕГУЛЯТОРИ ДИФЕРЕНЦІЮВАННЯ ЕНДОКРИНОЦИТІВ ПІДШЛУНКОВОЇ ЗАЛОЗИ
DOI:
https://doi.org/10.24061/1727-4338.XX.4.78.2021.15Ключові слова:
ендокриноцити, підшлункова залоза, молекулярні регуляториАнотація
Мета роботи – проаналізувати літературні дані стосовно групи найбільш
важливих та активних генів, що беруть участь у формуванні ендокринного
апарату підшлункової залози.
Висновки. Фактори та маркери транскрипції, що визначають типи клітин,
активно діють у підшлунковій залозі під час ембріогенезу. Серед ключових генів,
пов'язаних із диференціюванням, є головний регулятор ендокринної підшлункової
залози нейрогенін-3 (Ngn3), специфічні для альфа-клітини гени – Рах 6, Arx, Maf-B,
Nkx-2.2, Nkx-6.2; бета-клітинні специфічні транскрипційні фактори – Pax 4,
Maf-A, Maf-B, Nkx-6.1, Nkx-2.2, PDX-1; дельта-клітини – Pax-6, Pax-4; маркер
прогеніторних клітин – C-kit. Регуляторні білки, що кодуються цими генами,
контролюють механізми диференціювання ендокриноцитів, які активні не тільки
під час ембріогенезу, але й продовжують індукувати утворення ендокринних клітин
протягом дорослого життя, у тому числі під впливом екзогенних та ендогенних
факторів, коли з протокових клітин утворюються нові острівці.
Кожен із перерахованих вище генів функціонально важливий на різних етапах
детермінації та диференціювання клітин підшлункової залози, і мутація хоча
б в одному з цих генів може спричинити серйозні порушення розвитку та
функціонування органу. Враховані гени мають важливе значення не тільки в період
ембріонального розвитку підшлункової залози, але й необхідні для нормального
функціонування бета-клітин протягом усього життя, оскільки різні патологічні
стани пов’язані з мутаціями цих генів. Такі процеси, як гіпоксія, гіпертонія, цукровий
діабет, можуть впливати на рівень експресії генів під час диференціації клітинпопередників, у такий спосіб визначаючи щільність популяції ендокриноцитів
у підшлунковій залозі згодом шляхом детермінації клітин-попередників, які
підтримують базальний гомеостаз.
Посилання
Abramova TV, Ivanenko TV, Melnikova OV. Featuresof Bcl2
and p53 proteinssynthesisinpancreaticisletsofnormotensiveandh
ypertensiveratswithstreptozotocin-induceddiabetes. Pathologia.
;16(3):350-4. doi: 10.14739/2310-1237.2019.3.188846
Gancheva ОV, Kolesnik YuМ, Аbramova ТV, Samoylenko NYu,
Abramov AV. Metabolic disturbances in hyper-tensive SHR rats.
Clinical pharmacy. 2013;17(4):56-8.
Ivanenko TV, Kolesnyk YuM, Abramova TV. Analiz
endokrynnoho statusu ta rivnia ekspresii bilkiv apoptozu
i proliferatsii v pankreatychnykh ostrivtsiakh schuriv z
eksperymental'nym tsukrovym diabetom pislia zakinchennia
pereryvchastykh hipoksychnykh trenuvan' [Analysis of endocrine
status and expression levels of apoptosis proteins and proliferation
in pancreatic islets of rats with experimental diabetes mellitus
after intermittent hypoxic training]. Pathology, Rehabilitation,
Adaptation. 2017;15(2):87-93. (in Ukranian)
Courty E, Besseiche A, Do TTH, Liboz A, Aguid FM,
Quilichini E, et al. Adaptive β-cell neogenesis in the adult
mouse in response to glucocorticoid-induced insulin
resistance. Diabetes. 2019;68(1):95–108. doi: 10.2337/db17-1314
Jennings RE, Berry AA, Strutt JP, Gerrard DT, Hanley NA. Human
pancreas development. Development. 2015;142(18):3126-37.
doi: 10.1242/dev.120063
Rukstalis JM, Habener JF. Neurogenin3: a master regulator
of pancreatic islet differentiation and regeneration. Islets.
;1(3):177-84. doi: 10.4161/isl.1.3.9877
Koblas T, Leontovyc I, Loukotová S, Saudek F. Reprogramming
of human pancreatic organoid cells into insulin-producing β-like
cells by small molecules and in vitro transcribed modified
mRNA encoding Neurogenin 3 transcription factor. Folia Biol.
;65(3):109-23.
Miss GMA, Tarantino RM, da Fonseca ACP, de Souza RB,
Soares CAPD, Cabello PH, et al. PDX1-MODY: A rare missense
mutation as a cause of monogenic diabetes. Eur J Med Genet.
;64(5):104194. doi: 10.1016/j.ejmg.2021.104194
Wang X, Sterr M, Ansarullah, Burtscher I, Böttcher A,
Beckenbauer J, et al. Point mutations in the PDX1 transactivation
domain impair human β-cell development and function. Mol
Metab. 2019;24:80-97. doi: 10.1016/j.molmet.2019.03.006
Tanaka A, Watanabe A, Nakano Y, Matsumoto M, Okazaki Y,
Miyajima A. Reversible expansion of pancreatic islet progenitors
derived from human induced pluripotent stem cells. Genes Cells.
;25(5):302-11. doi: 10.1111/gtc.12759
Aigha II, Abdelalim EM. NKX6.1 transcription factor: a
crucial regulator of pancreatic β cell development, identity, and
proliferation. Stem Cell Res Ther [Internet]. 2020[cited 2022 Jan
;11(1):459. Available from: https://stemcellres.biomedcentral.
com/track/pdf/10.1186/s13287-020-01977-0.pdf doi: 10.1186/
s13287-020-01977-0
Rezania A, Bruin JE, Xu J, Narayan K, Fox JK, O'Neil JJ, et al.
Enrichment of human embryonic stem cell-derived NKX6.1-
expressing pancreatic progenitor cells accelerates the maturation
of insulin-secreting cells in vivo. Stem Cells. 2013;31(11):2432-
doi: 10.1002/stem.1489
Fujita Y, Kozawa J, Fukui K, Iwahashi H, Eguchi H, Shimomura
I. Increased NKX6.1 expression and decreased ARX expression
in alpha cells accompany reduced beta-cell volume in human
subjects. Sci Rep [Internet]. 2021[cited 2022 Jan 21];11(1):17796.
Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/
PMC8423790/pdf/41598_2021_Article_97235.pdf doi: 10.1038/
s41598-021-97235-1
Sujjitjoon J, Kooptiwut S, Chongjaroen N, Semprasert N,
Hanchang W, Chanprasert K, et al. PAX4 R192H and P321H
polymorphisms in type 2 diabetes and their functional defects.
Hum Genet. 2016;61(11):943-9. doi: 10.1038/jhg.2016.80
Druelle N, Vieira A, Shabro A, Courtney M, Mondin M, Rekima
S, et al. Ectopic expression of Pax4 in pancreatic δ cells results in
β-like cell neogenesis. J Cell Biol. 2017;216(12):4299–4311. doi:
1083/jcb.201704044
Gosmain Y, Marthinet E, Cheyssac C, Guérardel A, Mamin A, Katz
LS, et al. Pax6 controls the expression of critical genes involved
in pancreatic alpha-cell differentiation and function. J Biol Chem.
;285(43):33381-93. doi: 10.1074/jbc.M110.147215
Iacovazzo D, Flanagan SE, Walker E, Quezado R, de Sousa
Barros FA, Caswell R, et al. MAFA missense mutation causes
familial insulinomatosis and diabetes mellitus. Proc Natl Acad
Sci U S A. 2018;115(5):1027-32. doi: 10.1073/pnas.1712262115
Dominguez-Bendala J, Qadir MMF, Pastori RL. Pancreatic
progenitors: there and back again. Trends Endocrinol.
Metab. 2019;30(1):4–11. doi: 10.1016/j.tem.2018.10.002
Mameishvili E, Serafimidis I, Iwaszkiewicz S, Lesche M, Reinhardt
S, Bolicke N, et al. Aldh1b1 expression defines progenitor cells
in the adult pancreas and is required for Kras-induced pancreatic
cancer. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 2019;116(41):20679-88. doi:
1073/pnas.1901075116
Wang D, Wang J, Bai L, Pan H, Feng H, Clevers H, et al. Longterm expansion of pancreatic islet organoids from resident Procr+
progenitors. Cell. Cell. 2020;180(6):1198–1211. doi: 10.1016/j.
cell.2020.02.048
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Т.В. Іваненко, А.В. Винокурова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Часопис користується «Типовим шаблоном положення про авторські права».
