$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Сердце является первым функциональным органом эмбриона млекопитающего. Около эмбрионального дня (E) 7,5 у мышей двусторонние клетки прекардиальной мезодермы образуют сердечный полумесяц в вентральной стороне1. Сердечный полумесяц содержит две популяции прекардиальных клеток, которые включают предшественников миокарда и эндокарда2. Около E8.0 сердечные предшественники сливаются в средней линии, образуя примитивную сердечную трубку, состоящую из двух эпителиальных тканей, наружного миокарда и внутреннего эндокарда, который представляет собой специализированный эндотелий, разделенный внеклеточным матриксом, называемым сердечным желе. Позже, при E8.5, сердечная трубка подвергается правой петле. Петлевое сердце имеет различные анатомические области со специфическими молекулярными сигнатурами, такими как отток (OFT), желудочки и атрио-желудочковый канал (AVC)3. Хотя первоначально сердечная трубка расширяется на стороне притока за счет добавления клеток4, при E9.5 интенсивная пролиферация сердца приводит к раздуванию камер и созданию трабекулярной сети5. Образование клапанов происходит в АВК (будущие митральные и трикуспидальные клапаны) и в ОФТ (будущие аортальные и легочные клапаны).
Эндокард играет решающую роль в развитии клапанов. Клетки эндокарда подвергаются эпителиально-мезенхимальному переходу (ЭМТ) в АВК и ОФТ с образованием эндокардиальных подушек, структуры, которая появляется в начале развития клапана. Различные сигнальные пути активируют этот процесс; при E9.5 у мышей NOTCH активируется в эндокарде в ответ на BMP2, полученный из миокарда, способствует инвазивной ЭМТ эндокардиальных клеток в областях AVC и OFT посредством активации TGFβ2 и SNAIL (SNAI1), что непосредственно подавляет экспрессию сосудистого эндотелиального кадгерина (VE-кадгерина), трансмембранного компонента адгезивных переходов (AJs)6,7,8 . В OFT активация эндокарда для инициирования EMT опосредована FGF8 и BMP4, экспрессия которых активируется NOTCH 9,10,11,12.
Прогрессирование ЭМТ включает в себя клеточную динамику, поскольку клетки меняют форму, ломают и переделывают соединения со своими соседями, расслаиваются и начинают мигрировать13. Эти изменения включают ремоделирование AJ и постепенную разборку 14,15, передачу сигналов полярности плоских клеток (PCP), потерю апико-базальной полярности (ABP), апикальное сужение и цитоскелетную организацию 16,17. ABP относится к распределению белков вдоль передне-задней оси клетки. В развивающемся сердце регуляция АБП в кардиомиоцитах необходима для развития желудочков18. PCP относится к поляризованному распределению белков внутри клеток по всей плоскости ткани и регулирует клеточное распределение; эпителии со стабильной геометрией состоят из шестиугольных клеток, где только три клетки сходятся в вершинах 19,20,21,22. Различные клеточные процессы, такие как деление клеток, обмен соседей или расслоение, происходящие во время эпителиального морфогенеза, приводят к увеличению числа клеток, которые сходятся на вершине, и количества соседних клеток, которые данная клетка имеет22. Это клеточное поведение, связанное с PCP, может регулироваться различными сигнальными путями, динамикой актина или внутриклеточным трафиком23.
Полученные данные, изучающие развитие клапанов у мышей, были получены из поперечных, корональных или сагиттальных срезов эмбриональных сердец Е8,5 и Е9,5, где эндокард показан в виде линии клеток, а не как поле клеток — эндокард покрывает всю внутреннюю поверхность сердечной трубки24. Эмбриональные срезы не позволяют проводить анализ ПЦП в эндокарде эмбрионов мышей. Наш новый экспериментальный метод позволяет анализировать распределение клеток эндокарда, анизотропию AJ и анализ формы одной клетки, как показано в репрезентативных результатах. Этот тип данных необходим для анализа PCP вместе с описанием других молекул, связанных с PCP, не показанных в этом отчете. Цельная иммунофлуоресценция, специфическая пробоподготовка и использование генетически модифицированных мышей позволяют проводить планарный анализ полярности в эндокарде в начале развития клапана у мышей.