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Mullerian inhibiting substance regulates its receptor/SMAD signaling and causes mesenchymal transition of the coelomic epithelial cells early in Mullerian duct regression

Harvard University, Cambridge, Massachusetts, United States
Development (Impact Factor: 6.27). 07/2006; 133(12):2359-69. DOI: 10.1242/dev.02383
Source: PubMed

ABSTRACT Examination of Müllerian inhibiting substance (MIS) signaling in the rat in vivo and in vitro revealed novel developmental stage- and tissue-specific events that contributed to a window of MIS responsiveness in Müllerian duct regression. The MIS type II receptor (MISRII)-expressing cells are initially present in the coelomic epithelium of both male and female urogenital ridges, and then migrate into the mesenchyme surrounding the male Müllerian duct under the influence of MIS. Expression of the genes encoding MIS type I receptors, Alk2 and Alk3, is also spatiotemporally controlled; Alk2 expression appears earlier and increases predominantly in the coelomic epithelium, whereas Alk3 expression appears later and is restricted to the mesenchyme, suggesting sequential roles in Müllerian duct regression. MIS induces expression of Alk2, Alk3 and Smad8, but downregulates Smad5 in the urogenital ridge. Alk2-specific small interfering RNA (siRNA) blocks both the transition of MISRII expression from the coelomic epithelium to the mesenchyme and Müllerian duct regression in organ culture. Müllerian duct regression can also be inhibited or accelerated by siRNA targeting Smad8 and Smad5, respectively. Thus, the early action of MIS is to initiate an epithelial-to-mesenchymal transition of MISRII-expressing cells and to specify the components of the receptor/SMAD signaling pathway by differentially regulating their expression.

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    ABSTRACT: La mise en place et la différenciation du tractus génital femelle est un processus développemental complexe. Les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans ce processus sont régis par de nombreux gènes et voies de signalisation, entre lesquels les interactions sont multiples. Leur connaissance précise est d'une grande importance d'un point de vue clinique pour la compréhension des mécanismes pathogéniques à l'origine de malformations congénitales. Inversement, l'étude génétique des syndromes malformatifs affectant le tractus reproducteur féminin contribue à la définition des cascades génétiques régulant la mise en place de cet organe essentiel. Dans ce cadre, deux axes de recherche, l'un fondamental, l'autre clinique, ont été suivis dans cette étude. Dans la première approche, le rôle du gène mTcf7l2 a été étudié au cours du développement des voies génitales internes mâle et femelle chez la souris. Ce gène, codant pour un co-facteur transcriptionnel de la voie de signalisation Wnt, est soumis à de nombreux événements d'épissage alternatif menant à la synthèse de plusieurs isoformes protéiques. La caractérisation de son expression dans les canaux de Müller (ébauches embryonnaires des voies génitales internes femelles) en cours de différenciation indique qu'il pourrait être impliqué dans la régulation transcriptionnelle de gènes cibles lors de ce processus. L'ensemble des résultats obtenus au cours de cette étude suggère que les produits du gène mTcf7l2 participent au développement sexuellement dimorphique du tractus génital interne. La seconde partie concerne une étude génétique menée sur une cohorte de patientes atteintes du syndrome d'aplasie utéro-vaginale congénitale, dit syndrome de Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser (MRKH). Cette étude nous a conduits à caractériser, chez quatre patientes non apparentées, quatre microdélétions au sein des régions critiques du syndrome de DiGeorge, une pathologie malformative congénitale dont le spectre de malformations chevauche celui du syndrome MRKH. La question d'une seule et même entité clinique aux manifestations phénotypiques très variables, ou d'un syndrome dit de gènes contigus selon les cas, peut se poser. La délimitation précise de l'une de ces microdélétions a abouti à la définition d'un gène candidat, ITIH5, dont les études préliminaires de profil d'expression chez la souris suggèrent qu'il joue un rôle très important lors du processus de différenciation des canaux müllériens.
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    ABSTRACT: The birth of a baby with malformations of the genitalia urges medical action. Even in cases where the condition is not life-threatening, the identification of the external genitalia as male or female is emotionally essential for the family, and genital malformations represent one of the most stressful situations around a newborn. The female or male configuration of the genitalia normally evolves during fetal life according to the genetic, gonadal, and hormonal sex. Disorders of sex development occur when male hormone (androgens and anti-Müllerian hormone) secretion or action is insufficient in the 46,XY fetus or when there is an androgen excess in the 46,XX fetus. However, sex hormone defects during fetal development cannot explain all congenital malformations of the reproductive tract. This review is focused on those congenital conditions in which gonadal function and sex hormone target organ sensitivity are normal and, therefore, not responsible for the genital malformation. Furthermore, because the reproductive and urinary systems share many common pathways in embryo-fetal development, conditions associating urogenital malformations are discussed. Birth Defects Research (Part C), 2014. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.
    Birth Defects Research Part C Embryo Today Reviews 12/2014; 102(4). DOI:10.1002/bdrc.21086 · 3.87 Impact Factor
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    26th Southern Biomedical Engineering Conference SBEC, Edited by Herold, Keith E.; Vossoughi, Jafar; Bentley, William E, chapter Mathematical Modeling of Ebola Virus Dynamics as a Step towards Rational Vaccine Design; College Park, Maryland, USA., ISBN: 9783642149986