Title Inervacija i izražaj beta-katenina, vitamin D receptora i NOTCH2 tijekom ranog razvoja ljudskog unutarnjeg uha Title (english) SOX2, JAGGED1, β-catenin, vitamin D receptor and NOTCH2 expression patterns during early development and innervation of the human inner ear Author Petra Mikulić Mentor Snježana Mardešić (mentor)Committee member Zaviša Čolović (predsjednik povjerenstva)Committee member Slaven Lupi-Ferandin (član povjerenstva)Committee member Sandra Zekić Tomaš (član povjerenstva)Granter University of Split Defense date and country 2025-03-18, Croatia Scientific / art field, BIOMEDICINE AND HEALTHCARE Universal decimal classificationUDC ) 61 - Medical sciences Abstract UVOD: Gubitak sluha je jedan od najčešćih invaliditeta u svijetu. Može se podijeliti na senzorineuralni, konduktivni i mješoviti. Senzorineuralni gubitak sluha je najčešći tip i uzrokovan je lezijama u unutarnjem uhu, slušnom živcu ili neuronima slušnog puta. Razumijevanje događaja i signalnih putova koji pokreću formiranje unutarnjeg uha ključno je za određivanje mogućih uzroka kongenitalnog gubitka sluha. Cilj ove disertacije je analizirati inervaciju i izražaj SOX2, JAGGED1, β-katenina (CTNNB1), receptora vitamina D (VDR) i NOTCH2 tijekom ranog razvoja ljudskog unutarnjeg uha koristeći imunohistokemiju. MATERIJALI I METODE: U ovom presječnom istraživanju bilo je uključeno ukupno 12 uzoraka ljudskog unutarnjeg uha podijeljenih u 3 skupine po razvojnim tjednima (5-6W, 7-8W i 9-10W). Urađeno je imunofluorescencijsko bojenje za usporedbu vremensko-prostorne raspodjele transkripcijskog faktora SOX2 i transmembranskog proteina JAGGED1, proteina β-katenina i nuklearnog receptora VDR te receptora NOTCH2. Također je primjenom imunofluorescencije određen raspon inervacije prosenzornih domena ljudskog unutarnjeg uha koristeći biljeg acetilirani alfa tubulin. REZULTATI: Izražaj SOX2 bio je pretežno nuklearni u svim promatranim stadijima razvoja pužničnog kanala i vestibularnog aparata. Membranski izražaj JAGGED1 bio je lokaliziran zajedno sa membranskim izražajem SOX2 u svim promatranim razvojnim stadijima pužničnog kanala i vestibularnog aparata, pri čemu je izražaj SOX2 bio dosljedno veći. Pri 5-6 tjednu nakon oplodnje (tj) nisu bila prisutna živčana vlakna u pužničnom kanalu, u 8. tj živčana vlakna su dosegla epitel pužničnog kanala. Živčana vlakna u vestibularnom aparatu (makule u razvoju) vidljiva su pri 5-6 tj. U 7-8 tj i 9-10 tj makule u razvoju su gusto inervirane. Beta-katenin je pri 5-6 tj pokazao nuklearno bojenje u epitelu krova pužničnog kanala, što znači da je tu aktivnakanonska WNT signalizacija. Isti obrazac ekspresije je vidljiv pri 7-8 tj. Pri 9-10 tj većina stanica pužničnog kanala imala je membranski uzorak bojenja, što ukazuje da kanonska WNT signalizacija nije aktivna. U vestibularnim regijama, pri 5-6 tj, beta-katenin je pokazao nuklearnu ekspresiju u prijelaznom i tamnom epitelu kao i u endolimfatičkom kanalu. Sličan obrazac bojenja viđen je pri 7-8 tj. Pri 9-10 tj aktivna kanonska WNT signalizacija uglavnom je bila prisutna u neosjetnim područjima epitela unutarnjeg uha. Izražaj VDR-a u pužničnom kanalu tijekom 5-6 tj, 7-8 tj i 9-10 tj bio je nuklearni u područjima krova pužničnog kanala. U vestibularnim regijama tijekom 5-6 tj, 7-8 tj i 9-10 tj nuklearni izražaj VDR-a bio je vidljiv u makulama i ampularnim kristama u razvoju te u neosjetnom tamnom staničnom epitelu u kojem je bio veći. NOTCH2 nije bio izražen u epitelu unutarnjeg uha u razvoju. ZAKLJUČAK: SOX2 i JAGGED1 izraženi se u prosenzornim domenama ljudskog unutarnjeg uha između 5-10 tj, pri čemu je izražaj SOX2 dosljedno veći. Živčana vlakna mogu se vidjeti kako prodiru kroz vestibularne regije (makule u razvoju) ljudskog unutarnjeg uha pri 6.tj i u epitelu dna pužničnog kanala pri 8. tj. Izražaj beta-katenina i VDR-a je najveći uneosjetnom epitelu vestibularnih regija, većinom je membranski i prisutan je u svim analiziranim razvojnim stadijima ljudskog unutarnjeg uha. Međusobni izražaj beta-katenina i VDR-a pokazao se kao antagonističan tijekom analiziranih razvojnih stadija ljudskog unutarnjeg uha.
Abstract (english) INTRODUCTION: Hearing loss is one of the most common disabilities in the world. It can be divided into sensorineural, conductive or mixed. Sensorineural hearing loss is the most common type and can be caused by lesions in the inner ear, cochlear (auditory) nerve, or neurons of the auditory pathway. Understanding the events and signaling pathways that drive inner ear formation is crucial for determining the possible causes of congenital hearing loss. The aim of this dissertation is to analyze the innervation and expression of SOX2, JAGGED1, β-catenin (CTNNB1), vitamin D receptor (VDR), and NOTCH2 in the inner ears of human using immunohistochemistry. MATERIALS AND METHODS: In this cross-sectional research, we investigated a total of 12 human developing inner ear samples divided into 3 groups by development weeks (5-6W, 7-8W and 9-10W). Immunofluorescence staining was performed to compare the temporal and spatial distribution of transcription factor SOX2 and protein JAGGED1, β-catenin protein and nuclear receptor VDR, and receptor NOTCH2. Also, using immunofluorescence, the range of innervation of the prosensory domains of the human inner ear was determined using a marker acetylated-alfa-tubulin. RESULTS: SOX2 expression was predominately nuclear in all observed stages of development of the cohlear duct and vestibular apparatus. The membranou expression of JAGGED1 was co-localized with the membranous expression of SOX2 in all observed developmental stages of the cochlear canal and vestibular apparatus, where the expression of SOX2 was consistently higher. At 5-6W no nerve fibers were present in the cochlear duct, at 8W the nerve fibers reached the epithelium of the cochlear duct. Nerve fibers in the vestibular apparatus (prospective maculae) are visible at 5-6W. In 7-8W and 9-10W the developing maculae are densely innervated. Beta-catenin at 5-6W showed nuclear staining in the epithelia of the roof region of the cochlear duct, which means that canonical WNT signaling is active. The same expression pattern is visible at 7-8W. At 9-10 W, most cochlear duct cells had a membranous staining pattern, indicating that canonical WNT signaling is not active. In the vestibular regions, at 5-6W, beta-catenin showed nuclear expression in the transitional and dark cell epithelium as well as in the endolymphatic duct. A similar staining pattern was seen at 7-8W. At 9-10W, active canonical WNT signaling was mostly present in non-sensitive areas of the inner ear epithelium. VDR expression in the cochlear duct during 5-6W, 7-8W, and 9-10W was nuclear in the roof regions of the cochlear duct. In the vestibular apparatus during 5-6W, 7-8W and 9-10W nuclear expression of VDR was visible in developing maculae and cristaampullares and in non-sensory dark cell epithelium where it was stronger. NOTCH2 expression was not present in the epithelium of the developing inner ear. CONCLUSION: SOX2 and JAGGED1 are expressed in the prosensory domains of the human inner ear between 5–10 W, with SOX2 expression being consistently more extensive. Nerve fibers can be seen penetrating the vestibular maculae of the human inner ear at 6 W and at the base of the cochlear duct at 8 W. CTNNB1 and VDR are expressed throughout the inner ear epithelium during early development, with non-sensory and vestibular regions demonstrating the strongest expression.
Keywords
unutarnje uho
imunohistokemija
Keywords (english)
Inner Ear
Immunohistochemistry
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:171:329996 Study programme Title: Evidence-Based Clinical Medicine Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Open access Terms of use Created on 2025-03-18 14:17:14
