Tài liệu cơ sở phân tử của phôi

CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA PHÁT TRIỂN PHÔI TS.BS. Hoàng Anh Vũ Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 02 năm 2012 1 SỰ PHÁT TRIỂN CÁ THỂ Hai giai đoạn phát triển: • Giai đoạn phôi: Tất cả các cơ quan chính đƣợc xác lập • Giai đoạn sau phôi: Các cơ quan tăng trƣởng và hoàn thiện. Các hiện tƣợng tế bào trong quá trình phát triển cá thể: • Tăng sinh (proliferation): Có sự cân bằng giữa phân chia tế bào và sự chết của tế bào • Tăng trƣởng (growth) • Biệt hóa (differentiation) • Tạo khung (pattern formation) • Sự tạo hình (morphogenesis): Tăng sinh tế bào, kết dính tế bào – tế bào, kết dính tế bào – chất ngoại bào, sự di cƣ của tế bào, thay đổi hình dạng và kích thƣớc tế bào, sự chết tế bào theo lập trình. CHÍNH CÁC GEN KIỂM SOÁT MỌI QUÁ TRÌNH CỦA SỰ PHÁT TRIỂN • Các phân tử tín hiệu: TGF-β (yếu tố tăng trƣởng chuyển dạng beta), FGF (yếu tố tăng trƣởng nguyên bào sợi), WNT, Hedgehog • Các thụ thể • Các yếu tố phiên mã: Gen HOX, PAX, SOX, POU,… CÁC KỸ THUẬT TƢƠNG ỨNG MỨC PHÂN TỬ Nhiễm sắc thể Deoxyribonucleic acid (DNA) (+ Histone) • • Nhiễm sắc thể đồ Lai tại chỗ gắn huỳnh quang (FISH) • • • • Southern blot (DNA) Northern blot (RNA) PCR DNA sequencing Ribonucleic acid (RNA) Protein • • Hóa mô miễn dịch Western blot 4 TẾ BÀO TỒN TẠI ĐƢỢC NHỜ TÍN HIỆU NGOẠI BÀO 5 MÔ HÌNH ĐƠN GIẢN VỀ TRUYỀN TÍN HIỆU TẾ BÀO 6 CÁC KIỂU TƢƠNG TÁC GIỮA LIGAND VÀ THỤ THỂ 7 ĐƢỜNG DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU VÀ YẾU TỐ PHIÊN MÃ SỰ TĂNG SINH TẾ BÀO Sự tăng sinh tế bào đƣợc kiểm soát chính bởi 2 nhóm gen: 1. Nhóm proto-oncogene: EGFR (epidermal growth factor receptor), CKIT,… 2. Nhóm anti-oncogene (tumor-suppressor): RB, P53,… BIỆT HÓA TẾ BÀO • Mọi tế bào của cùng một cá thể mang thông tin di truyền giống nhau. • Sự biệt hóa tế bào đƣợc đặc trƣng bởi sự hoạt hóa một số gen trong khi có sự ức chế biểu hiện của các gen khác. SỰ CHẾT TẾ BÀO THEO LẬP TRÌNH (APOPTOSIS) Trong quá trình phát triển phôi, một lƣợng lớn tế bào và mô cuối cùng sẽ đƣợc tiêu đi nhờ apoptosis (đã đƣợc lập trình, tế bào co nhỏ, khung tế bào sụp đổ, nhiễm sắc chất cô đặc, DNA nhân bị gãy vụn, không gây tổn hại xung quanh) • Apoptosis giúp cân bằng sự tăng sinh tế bào • Apoptosis giúp tạo ra các khe ngón ở bàn tay và bàn chân (bắt đầu từ ngày 45 của phôi), loại bỏ các neuron không cần thiết trong quá trình phát triển của hệ thần kinh. SỰ CHẾT TẾ BÀO THEO LẬP TRÌNH HOẠT HÓA CASPASE CASPASE: Protease có cysteine tại điểm hoạt động và ly giải protein đích tại vị trí aspartic acid HOẠT HÓA CASPASE SỰ KẾT DÍNH TẾ BÀO • Các tế bào đƣợc tổ chức thành mô nhờ biểu hiện của các phân tử kết dính. • Các phân tử kết dính hoạt động tƣơng tự nhƣ kiểu tƣơng tác chất truyền tín hiệu - thụ thể nhƣng các phân tử vẫn còn bám trên bề mặt tế bào. • Trong quá trình phát triển phôi, sự thay đổi biểu hiện của các phân tử kết dính cho phép tế bào thiết lập và phá vỡ mối liên kết với các tế bào khác, thúc đẩy sự di cƣ của tế bào. • Các loại phân tử kết dính chính của tế bào: Cadherin (E-cadherin và Ncadherin), Ig-CAM (NCAM: neural cell adhesion molecule), integrin, selectin CÁC THAY ĐỔI CHÍNH TRONG EMT (Epithelial to mesenchymal transition) (Micalizzi DS, J Mammary Gland Biol Neoplasia 2010) CƠ CHẾ PHÂN TỬ CỦA EMT CADHERIN TRONG KẾT DÍNH TẾ BÀO EMT TRONG PHÁT TRIỂN PHÔI EMT trong quá trình phát triển phôi 3 lá EMT trong quá trình phát triển phôi thần kinh PHÁT TRIỂN BẤT THƢỜNG Đột biến gen VSX2 gây dị tật mắt hẹp (Reis ML, 2011)