Ve spolupráci s vědeckou skupinou RNDr. Gabriely Pavlínkové, Ph.D., z Biotechnologického ústavu AV ČR a skupinou prof. RNDr. Františka Koláře, CSc., z Fyziologického ústavu AV ČR se výzkumníci z Anatomického ústavu podíleli na prestižní publikaci zveřejněné v červencovém čísle časopisu PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, IF=9,58).

Článek pojednává o roli HIF1 alfa (Hypoxia-inducible factor 1-alpha), klíčového člena buněčné signalizační kaskády při hypoxii, ve vývoji sympatického nervového systému u myši. Úplné odstranění této podjednotky vede u myší k časnému úmrtí během nitroděložního vývoje, což znemožňuje systematickou analýzu její úlohy v různých morfogenetických oblastech. Proto byla pomocí technologie Cre rekombinázy vytvořena podmínečná delece, a to s omezením na buněčné populace exprimující transkripční faktor Islet1. Ten je za vývoje exprimován na různých místech – druhém kardiogenním poli, mesenchymu dolní končetiny, a derivátech neurální lišty včetně vegetativního nervového systému. Tyto myši byly životaschopné, ovšem měly významně snížené přežívání po narození. Kromě téměř kompletní obrny dolních končetin spolu s jejich výrazným zkrácením měly i problémy s funkcí levé srdeční komory, s největší pravděpodobností podmíněné nedostatečnou sympatickou inervací, jež byla prokázána již od časných vývojových stádií. Tím bylo poukázáno na doposud neznámou úlohu hypoxické signalizace a HIF1 při vývoji sympatických neuronů.

Skupina vědců z Anatomického ústavu (MVDr. Veronika Olejníčková, Ph.D., MUDr. et. MDDr. Martin Bartoš a prof. MUDr. David Sedmera, DSc.) pomáhala při výzkumu charakterizovat fenotyp pomocí moderních zobrazovacích metod, jež byly nedávno zavedeny v jejich laboratoři a při nichž bylo využito i špičkové přístrojové vybavení fakulty (mikro-CT scanner). Klíčové pro úspěch bylo zejména následné zpracování a precizní vizualizace takto získaných dat. Vědci dali vzniknout třem různým obrazovým montážím článku – 3D rekonstrukci kostry dolních končetin, barevně označené rekonstrukci systému věnčitých tepen po jejich nástřiku kontrastní látkou ukazující anomálie koronárního řečiště u části podmínečných mutantů, a rekonstrukci kostry lebky, na níž byla prováděna kvantitativní morfometrická měření pro normalizaci velikosti srdce (vzhledem k těžké redukci dolních končetin nešlo totiž použít obvyklé parametry, jako je váha těla nebo délka bércové kosti). Kromě vědců z ČR se na práci podíleli i výzkumníci z Německa a USA.

Primární zdroj:

Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA

HIF-1α is required for development of the sympathetic nervous system.

Podrobnější informace najdete zde.

Obrázek:

3D rekonstrukce kostry dolních končetin u kontrolní myši (vlevo) a podmínečné mutanty (vpravo), ukazující výrazné změny komplikující korekci váhy srdce k velikosti těla. Měřítko 1 cm.