Yliopiston etusivulle Suomeksi På svenska In English Helsingin yliopisto

Canonical Wnt Signaling in Hair and Mammary Gland Patterning and Development

Show full item record

Files in this item

Files Description Size Format View/Open
canonica.pdf 1.031Mb PDF View/Open
Use this URL to link or cite this item: http://urn.fi/URN:ISBN:ISBN 978-952-10-7936-8
Vie RefWorksiin
Title: Canonical Wnt Signaling in Hair and Mammary Gland Patterning and Development
Author: Närhi, Katja
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Biosciences, BiochemistryInstitute of Biotechnology, University of Helsinki
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Although mammary glands and hair are morphologically and functionally different organs, they share similar early developmental features and arise from ectoderm like other skin appendages. Their development begins by the formation of an epithelial placode and a mesenchymal dermal condensate and crosstalk between these tissue compartments directs the subsequent developmental steps resulting in epithelial morphogenesis and the generation of specific organ shapes. Different types of hair filaments are observed in various anatomical regions and are produced by hair follicles consisting of several epithelial cell layers and a dermal papilla. The mammary gland is constructed of a nipple rising above the skin and the glandular mammary tree producing milk. Both organs continue development postnatally; new hair is produced by repeated hair cycles lasting throughout the lifetime and postpubertal mammary ductal tree is remodelled upon pregnancy and following lactation and involution.

Handful of conserved signaling pathways guides both the embryonic and postnatal developmental steps of skin appendages. Hair and mammary gland development are especially known to depend on signals from the -catenin-mediated Wnt pathway. The Wnt pathway is highly complex with multiple ligands, receptors and signaling modulators, and cross-talk with other signaling pathways is apparent. Here, I have examined the role of Wnt signaling in hair and mammary gland patterning and development and its relationship to other signaling molecules within this context. The study has involved three different mouse models in which Wnt signaling is modulated either by continuous activation of -catenin, inactivation of the Wnt and Bmp pathway regulator Sostdc1, or ablation of a Wnt target gene, Fgf20.

Continuous Wnt/-catenin signaling in embryonic ectoderm in Catnbex3K14/+ mice caused precocious hair development and, the formation of ectopic and mispatterned hair placodes showing disturbed morphogenesis and hair filament formation. Fgf20-null mice showed a surprisingly early hair phenotype with a loss of expression of several dermal condensate markers but presence of grossly normal morphological patterning of placodes with altered placode marker expression patterns. Loss of Sostdc1 had very mild effects on pelage hair development but interestingly, Sostdc1 appears to play a role in determing correct vibrissal hair and nipple number and the regulation of mammary bud size/form, plausibly through inhibiting Wnt signaling.Toiminnaltaan ja muodoltaan toisistaan eroavilla karvalla ja rintarauhasella on yhteisiä kehityksellisiä piirteitä. Muiden ihojohdannaisten tavoin ne kehittyvät ektodermi-alkiokerroksesta synnyttäen kaksi kudosmuodostumaa: epiteelisen paksunnoksen eli plakodin, ja mesenkymaalisen tihentymän eli kondensaatin, joiden koko ja muoto sekä ilmentymispaikka ovat geneettisesti tarkkaan säädeltyjä. Nämä kudosmuodostumat ohjaavat jatkokehitystä signaalivälitteisen vuoropuhelun keinoin johtaen elinspesifisen muodon syntyyn. Valmiit karvatupet koostuvat useasta solukerroksesta, ja ne tuottavat erilaisia karvatyyppejä eri kehonalueilla. Rintarauhanen puolestaan koostuu ihon pinnalla näkyvästä nisästä ja ihonalaisesta maitoa tuottavasta rauhasesta. Molemmat elimet kehittyvät vielä syntymän jälkeen. Läpi elämän jatkuva ja toistuva karvakierto tuottaa uutta karva-ainesta, ja tiineys ja maidon tuotanto aiheuttavat rintarauhasen maitotiehyiden rakenteellisen uudelleenmuokkauksen.

Kaikkien ihojohdannaisten sikiöaikaista ja syntymänjälkeistä kehitystä ohjaa vain muutama konservoitunut viestinvälitysreitti, joista beta-kateniini-välitteisellä Wnt-signaalireitillä tiedetään olevan tärkeä rooli karvatupen ja rintarauhasen kehityksen säätelyssä. Tässä työssä tutkittiin Wnt-signaloinnin merkitystä sekä sen suhdetta muihin viestintäreitteihin karvatupen ja rintarauhasen kaavoittumisessa ja kehityksessä. Tulokset saattavat auttaa ymmärtämään myös laajemmin elinkehitykseen liittyviä molekyylimekanismeja. Tutkimusta varten käytettiin geneettisesti muokattuja hiirimalleja, joissa Wnt-reitin signaalinvälityksen tasoa oli muokattu eri tavoin.

Hiiren sikiön ihon epiteelin jatkuvasti tuottama aktiivinen beta-kateniini sai aikaan ennenaikaisen karvan kehityksen, jota ei ole aiemmissa tutkimuksissa pystytty osoittamaan. Tässä hiirilinjassa muodostuneet erikokoiset ja ylilukuiset karvatupen aiheet eivät kuitenkaan pystyneet muodostamaan toimivaa karvatuppea johtaen karvojen puuttumiseen. Wnt- ja Bmp-viestintäreittien negatiivisen Sostdc1-säätelijän toiminnan hiljennys aiheutti puolestaan ylimääräisten viiksi- ja tuntokarvojen sekä nisien kehittymisen mutta myös sikiöaikaisen rintarauhasen aiheen isomman koon ja muodon muuttumisen. Wnt-reitin ohjaaman Fgf20-geenin ilmentymisen estäminen sai aikaan häiriön mesenkymaalisen kondensaatin muodostuksessa mutta ei vaikuttanut normaalin kaavoituksen mukaiseen karvaplakodien syntyyn, vaikka niiden merkkigeenien ilmentymisessä havaittiinkin muutoksia.
URI: URN:ISBN:ISBN 978-952-10-7936-8
http://hdl.handle.net/10138/32836
Date: 2012-05-11
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
This item appears in the following Collection(s)

Show full item record

Search Helda


Advanced Search

Browse

My Account