Эпигенетическая регуляция развития конечностей хордовых: от спецификации поля к морфогенезу тканей.

Пациенты с раком находятся под значительно более высоким риском сепсиса, который связан с существенно увеличенной заболеваемостью и смертностью. Однако внутренние молекулярные механизмы, приводящие к восприимчивости к сепсису в этой группе высокого риска, остаются неясными. Глюкозозависимый белок 78 (GRP78), главный регулятор стресса эндоплазматического ретикулума, аномально экспрессируется в избытке и участвует в трансформации клеточной мембраны и экстрацеллюлярном выбросе, обусловленных микроокружением опухоли и противораковыми терапиями. На сегодняшний день ни одно клиническое когортное исследование не установило прямую причинно-следственную связь между дисрегуляцией GRP78 и исходами сепсиса или смертностью у пациентов с раком. Настоящий обзор, таким образом, в основном опирался на косвенные данные из in vitro исследований, моделей на животных и неклинических когорт с сепсисом. Несмотря на эти ограничения, данное исследование выдвинуло гипотезу, что дисрегуляция GRP78 может увеличивать восприимчивость к сепсису через два конвергентных механизма: i) содействие вторжению патогенов через GRP78 на поверхности клеток, который служит критическим корецептором для специфических вирусов и грибов Mucorales, и ii) координацию иммуносупрессии через секретированный GRP78, что снижает врожденные иммунные ответы. Прямые доказательства функции GRP78 на поверхности клеток в качестве рецептора для адгезии бактерий ограничены; его вклад в бактериальный сепсис, преобладающую клиническую форму, в основном косвенный и обусловлен воспалительной дисрегуляцией, нарушением фагоцитоза и разрушением барьеров. Настоящий обзор предоставил предварительную теоретическую основу для будущих исследований, касающихся восприимчивости к сепсису, опосредованной GRP78 у пациентов с раком, с гипотетическими последствиями для стратификации риска и целевых вмешательств, ожидая специализированной клинической валидации в онкологических когортных исследованиях.

Хондроциты суставов и хондроциты пластин роста имеют общего предшественника, но расходятся в процессе развития для образования различных типов хрящевых тканей, специфичных для их функций: постоянные суставные хондроциты создают и поддерживают бесфрикционную поверхность для артикуляции сустава, в то время как временные хондроциты пластин роста закладывают матричный фундамент для новой кости. После травмы суставные хондроциты могут аномально подвергаться изменениям, схожим с дифференцировку клеток пластин роста. Процессы, контролирующие как расхождение этих линий во время развития, так и изменение судьбы в заболевание, плохо поняты, но являются важными для разработки новых терапий, направленных на замедление дегенерации сустава. Мы создали модель развития человеческого хряща, используя человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs), где сами клетки порождают зонально организованные суставные хрящевые ткани, подобные родному суставному хрящу. Мы подвергли эти ткани испытаниям в определенные моменты времени во время дифференцировки, точно определив время ограничения линии. Долгосрочные функциональные эксперименты в сочетании с секвенированием РНК одиночных клеток в течение дифференцировки и после испытания выявили ключевую роль внеклеточного матрикса в модуляции активности хондроцитов и определили терапевтические мишени, которые могут замедлить патогенную дифференцировку и прогрессирование заболеваний.

Это исследование направлено на использование метода менделевской рандомизации на основе обобщенных данных (SMR) для изучения потенциальных ассоциаций, связывающих митохондриально-ассоциированные гены с острым повреждением почек (ОПП) и хронической болезнью почек (ХБП). В этом исследовании были использованы митохондриально-ассоциированные гены из базы данных MitoCarta3.0, а также данные о метилировании ДНК (mQTL), экспрессии генов (eQTL) и экспрессии белков (pQTL). Мы получили обобщенную статистику из геномных ассоциационных исследований для ОПП и ХБП из Программы Миллионов Ветеранов США с последующей валидацией в UK Biobank. Метод SMR, дополненный анализом колокализации, использовался для оценки ассоциаций. Мы дополнительно провели валидацию, используя данные eQTL, специфичные для коры почки, из проекта Genotype-Tissue Expression и данные одноклеточной транскриптомики из базы данных KPMP. В открывающих наборах данных анализ SMR выявил 174 mQTL, 64 eQTL и 20 pQTL, ассоциированных с риском ОПП, и 253 mQTL, 80 eQTL и 23 pQTL, ассоциированных с риском ХБП. Всего было идентифицировано 32 mQTL, 16 eQTL и 9 pQTL как общие сигналы, связанные как с риском ОПП, так и с риском ХБП. В частности, были выявлены значительные ассоциации как для ОПП, так и для ХБП, в то время как другие сигналы были специфичны для ХБП. Примечательно, что был идентифицирован общий ген как фактор риска как для ОПП, так и для ХБП в тканях коры почки. Более того, был подтвержден как потенциально защитный фактор для ХБП, хотя размер эффекта был скромным (OR 0.95, 95% CI 0.90-1.00). Это исследование использовало метод SMR для определения потенциальных генов риска и защиты для ОПП и ХБП, что выявило молекулярную связь между митохондриально-ассоциированными генами и почечной недостаточностью.

Болезнь анти-иммуноглобулинподобной молекулы клеточной адгезии 5 (IgLON5) является новым и потенциально поддающимся лечению заболеванием. Поэтому важно распознать все клинические симптомы и диагностические подсказки. Мы специально исследовали нейромышечные признаки и симптомы, а также патологию мышечной биопсии, чтобы установить связь между IgLON5 и клиническими проявлениями миопатии. Все пациенты, у которых была диагностирована болезнь анти-IgLON5 в Нидерландах в период с 2016 по 2023 годы, были включены в исследование. Образцы сыворотки и ЦСЖ были протестированы с помощью иммунофлуоресценции на мозге крыс и в нашем клеточном анализе с использованием живых клеток. Биопсии мышцы vastus lateralis были проведены у пациентов с нейромышечными признаками и симптомами и проанализированы в Вене вместе с 3 биопсиями не голландских пациентов, отправленными в Вену для вторичного мнения. В исследование вошли 20 пациентов с болезнью анти-IgLON5 (10 мужчин, 50%). Медианный возраст начала составил 61,5 года (в диапазоне от 45 до 85), а медианное время от начала до диагностики составило 30 месяцев (в диапазоне от 3 до 280). Нейромышечные симптомы отмечались у более чем половины пациентов (11 из 20), включая проксимальную слабость конечностей (n = 11), осевую слабость (n = 1), мышечную атрофию (n = 6) и фасцикулизации (n = 5). Все 12 биопсий мышц (9 из голландской когорты, 3 внешние) показали легкие миопатические изменения, 2 дополнительно продемонстрировали целевые волокна и группировку волокон (совместимые с нейрогенной миопатией), а у 3 пациентов выявлено инфильтрация иммунными клетками. Мы обнаружили сильную регуляцию экспрессии IgLON5 в мышечных волокнах у всех пациентов, а также в различных контролях мышечных заболеваний, в то время как иммунореактивность в мышцах здоровых контролей была слабой/отсутствовала. Наши данные подтверждают, что IgLON5 может играть роль в регенерации мышц, что может привести к проксимальной миопатии как выдающемуся клиническому признаку заболевания анти-IgLON5. Это открытие расширяет клинический фенотип болезни анти-IgLON5 и может быть важной подсказкой для более ранней диагностики и начала иммунотерапии.

Уникальный цитоскелетный белок Septin7 обычно считается необходимым для цитокинеза в дрожжах и млекопитающих. Генетическая абляция Septin7 у мышей с полным насыщением приводит к эмбриональной летальности. Фибробласты с дефицитом Septin7 и клетки HeLa имеют дефекты в цитокинезе и неизбежно подвергаются многоядерности. Удивительно, но специфическое удаление Septin7 у лимфоцитов и миелоидов в мышах не вызвало заметных дефектов в развитии кровяного потомства, что указывает на избыточность Septin7 для гемопоэза. Однако гемопоэтические стволовые клетки с дефицитом Septin7 не смогли имплантироваться и установить донорскую химеру после трансплантации. Чтобы объяснить эти противоречивые результаты, мы исследовали последствия удаления Septin7 на различных стадиях гемопоэза. Наши результаты показывают, что индуцированное удаление флуоресцентного аллеля неэффективно на ранних стадиях гемопоэза, что предполагает сильное выборное давление против дефицита Septin7 на этой стадии. В отличие от этого, удаление Septin7 на стадии общего лимфоидного предшественника, а также в неиммортализованных гемопоэтических предшественниках, эффективно и не приводит к заметным дефектам в делении клеток. В совокупности наши результаты указывают на то, что Septin7 необходим в раннем гемопоэзе, но становится избыточным на более поздних стадиях.

Алекс Хьюз является доцентом биоинженерии в Университете Пенсильвании, США, использующим ин витро модели органоидов развивающейся человеческой почки для изучения органогенеза с инженерной точки зрения. В этом году Алекс выступает в качестве гостевого редактора специального выпуска журнала Development, посвященного экстраклеточной среде, который подчеркивает вклад неклеточных компонентов в формирование развития. Мы встретились с Алексом в Teams, чтобы обсудить важность экстраклеточной среды и проблемы, которые она представляет для классического экспериментального дизайна.