Disruption of zebrafish prokineticin2 signaling causes Kallmann Sindrome related phenotypes
Fecha
2012-03
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Universidad de Valparaíso
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Facultad
Facultad de Ciencias
Departamento o Escuela
Instituto de Neurociencia
Determinador
Recolector
Especie
Nota general
Doctor en Ciencias con Mención en Neurociencias
Resumen
En una gran cantidad de organismos, la hormona liberadora de gonadotropinas juega un rol crucial en el establecimiento del eje hipotálamo-pituitaria-gónadas (HPG). En humanos, mutaciones en una variedad de genes resultan en una enfermedad llamada síndrome de Kallmann (KS), la cual se caracteriza por presentar individuos anósmicos (sin sensación olfativa) y con hipogonadismo (gonadas pequeñas) hipogonadotrópico (baja concentración de gonadotropinas en el suero sanguíneo). Este síndrome está causado por la falta de las células endocrinas de GnRH presentes en el hipotálamo. En estudios recientes se encontró que los genes prokineticina 2 (prok2) y el receptor de prokineticina 2 (prokr2) están involucrados en el desarrollo del bulbo olfatorio y del sistema reproductor y que mutaciones en cualquiera de estos genes generan fallas fenotípicamente similares a las observadas en los pacientes con KS. Usando como modelo de estudio al pez cebra, nosotros investigamos el rol de los genes prok2 y prokr2 en el desarrollo embrionario del hipotálamo, la glándula pituitaria y el sistema olfatorio, ya que estos tejidos están intimamente ligados durante el desarrollo temprano del embrión. A partir de la secuencia de los genes prok2 y prokr2 de ratón, nosotros identificamos genes en el genoma del pez cebra (Zv9) que codifican para proteinas con un alto grado de identidad en relación a las proteinas PROK2 y PROKR2 de mamífero. En estos análisis encontramos dos genes homólogos a prokr2 de ratón, llamados prokr2a y prokr2b, los cuales presentan un 69% y un 62% de identidad a nivel proteico. Además encontramos un gen homólogo a prok2, el cual presenta un 65% de identidad aminoacídica. Mediante RT-PCR demostramos que estos genes se expresan en embriones y en el cerebro adulto de pez cebra. Además, utilizando sondas específicas para hibridación in situ, observamos que el gen prok2 está expresado en la región hipotálamica del cerebro adulto. Para disminuir la función de los genes prokr2a, prokr2b y prok2 utilizamos morfolinos específicos y examinamos el efecto de esta pérdida de función en el desarrollo de tejido hipotalámico, olfatorio y de la pituitaria anterior. La inyección de estos morfolinos causa una reducción significativa en el número de células de GnRH endocrinas y en el número de células similares a oxitocina (ambas hipotálamo específicas) en comparación con el control. Además, utilizando la linea transgénica POMC:GFP encontramos que la pituitaria anterior se forma de manera anormal en los embrios inyectados con morfolinos. Por último encontramos que la pérdida de función de los genes prok2, prokr2a y prokr2b altera el patrón esteriotipado de terminación axónica de las neuronas sensoriales olfatorias en el bulbo olfatorio (OB) y que este último además está disminuido en tamaño. Correlacionado con este defecto, encontramos que la expresión del factor de transcripción emx1 está ausente en el OB de los embriones tratados con morfolinos. En conclusión, demostramos que el pez cebra posee genes homólogos a prok2 y prokr2 de ratón y que la pérdida de función de estos genes resulta en un desarrollo anormal del sistema olfatorio y el hipotálamo, lo cual recapitula el fenotipo y las características clínicas del KS.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
GLANDULAS ENDOCRINAS, HIPOGONADISMO, HIPOTALAMO, PEZ CEBRA, SISTEMA RESPIRATORIO