Title Izražaj regulatora stanične proliferacije, rasta i stanične smrti tijekom razvoja osjetnih područja unutarnjeg uha čovjeka Title (english) Expression of regulators of cell proliferation, growth and cell death during development of sensorineural fields in the human inner ear Author Robert Tafra Mentor Mirna Saraga-Babić (mentor)Committee member Snježana Tomić (predsjednik povjerenstva)Committee member Davor Ježek (član povjerenstva)Committee member Goran Račić (član povjerenstva)Granter University of Split Defense date and country 2014, Croatia Scientific / art field, BIOMEDICINE AND HEALTHCARE Universal decimal classificationUDC ) 61 - Medical sciences Abstract Vremenski i prostorni odnos u izražaju čimbenika koji kontroliraju staničnu proliferaciju,
diferencijaciju i staničnu smrt u unutrašnjem uhu čovjeka tijekom razvoja, presudan je za
oblikovanje membranskog labirinta i diferencijaciju neuroepitelnih osjetnih polja (Cortijev
organ, makula i krista), kao i uspostavu normalne funkcije sluha i ravnoteže.
Imunohistokemijska lokalizacija izražaja čimbenika Ki-67, Bcl-2, kaspaze-3, IGF-1, p53 i
α-tubulina istražena je u histološkim rezovima 12 uzoraka unutrašnjeg uha čovjeka tijekom
razdoblja između 5. i 10. tjedna razvoja. Jačina izražaja istraženih čimbenika prikazana je
semi-kvantitativno ili primjenom statističke metode upotrebom Kruskal–Wallis testa.
Tijekom istraživanog razdoblja razvoja unutrašnjeg uha, slušni mjehurić ili otocista (osnova
membrnskog labirinta) sprijeda se diferencirao u pužnički kanal i sakulus, a straga u
polukružne kanale i utrikulus. Početna diferencijacija osjetnih polja uočena je u područjima
Cortijevog organa pužnice, makule u sakulusu i utrikulusu te kriste ampularis polukružnih
kanalića. U početku je uočena intenzivna (50%) i jednoliko raspoređena proliferacija (Ki-67)
u slušnom mjehuriću, koja se postupno smanjivala na 24-30% i poprimila specifični raspored
u područjima epitela mambranskog labirinta. Istovremeno se izražaj antiapoptotske Bcl-2
bjelančevine povećavao u području osjetnih polja Cortijevog organa, makule i kriste
ampularis. Kroz čitavo istraživano razdoblje, apoptotske kaspaza-3 pozitivne stanice bile su
uglavnom raspoređene uz lumen ili u bazalnim područjima epitela membranskog labirinta.
Inhibitor apoptoze IGF-1 pokazivao je izražaj u istim stanicama kao i Bcl-2 bjelančevina, pri
čemu se njegov izražaj povećavao s napredovanjem razvoja uha. Izražaj intermedijarnog
filamenta nestina nije nađen u slušnom mjehuriću ali je tijekom daljnjeg razvoja postepeno
rastao u područjima osjetnih polja, posebice u bazalnim stanicama. Čimbenik apoptoze p53
nije nađen u strukturama membranskog labirinta tijekom istraživanog razdoblja, dok je izražaj
α-tubulina nađen u primarnoj ciliji tijekom najranijih razvojnih razdoblja te u kinociliji na
površini osjetnih stanica u kasnijim razvojnim razdobljima. Opisani obrasci izražaja
istraživanih čimbenika upućuju na ulogu stanične proliferacije (Ki-67) u rastu struktura
unutrašnjeg uha i ulogu Bcl-2 bjelančevine u diferencijaciji osjetnih polja i zaštiti od
apoptoze. Za razliku od p53 čimbenika, čini se da i IGF-1 i kazpaza-3 kontrolirana apoptoza
doprinose oblikovanu, diferencijaciji i inervaciji osjetnih polja u pužnici, polukružnim
kanalićima, sakulusu i utrikulusu. Izražaj nestina upućuje na njegovo sudjelovanje u
diferencijaciji i regeneraciji nekih stanica unutrašnjeg uha tijekom razvoja, dok α-tubulin označava razvoj cilijarnog sustava, prvo u pluripotentnim stanicama, a zatim u osjetnim
stanicama. Fina međusobna koordinacija u izražaju navedenih čimbenika neophodna je za
normalni razvoj i funkciju unutrašnjeg uha čovjeka. Odstupanja od njihovog prostornog i
vremenskog izražaja mogu dovesti do poremećaja oblikovanja i funkcije osjetnih polja
odgovornih za osjet sluha i ravnoteže.
Abstract (english) Spatio- temporal interplay of factors controlling cell proliferation, differentiation and
apoptosis during development of the human inner ear is essential for labyrinth morphogenesis
and differentiation of neuroepithelial fields (organ of Corti, maculae and cristae ampullares),
as well as establishment of normal of vestibular and cochlear functions. The
immunolocalization of Ki-67, Bcl-2, caspase-3 and IGF-1, p53, nestin and α-tubulin was
analyzed histological sections of 12 human inner ears, 5-10 gestational weeks old. Intensity of
expression of the analyzed factors was described semi-quantitatively or statistically, using the
Kruskal–Wallis test. During the analyzed period, the otocyst transformed into cochlear duct
and saccule ventrally, and semicircular canals and utricle dorsally. Initial differentiation of
sensorineural fields characterized organ of Corti within cochlea, maculae in saccule and
utricle and cristae ampullares in the semicircular channels. Intense (50%) and evenly
distributed proliferation (Ki-67) in the otocyt decreased to 24-30% and became spatially
restricted within the membranous labyrinth epithelium. Simultaneously, expression of
antiapoptotic Bcl-2 protein increased in sensorineural fields of organ of Corti, macula and
crista ampullaris. Throughout the investigated period, apoptotic caspase-3 positive cells were
mainly distributed at the luminal and basal surfaces of labyrinth epithelium. Inhibitor of
apoptosis IGF-1 co-expressed with Bcl-2, and increased in the sensorineural fields with
advancement of development. Expression of intermediate filament nestin was absent in the
otocyst, but gradually increased in the regions of neuroepithelial sensory fields, particularly in
the basal cells. Apoptotic factor p53 was not expressed in the inner ear structures during the
analyzed period, while α-tubulin expression characterized primary cilia during earliest
developmental stages and kinocilia on the surfaces of maturing sensory cells at later
developmental stages. The described expression pattern indicates roles for cell proliferation in
growth of the inner ear, and Bcl-2 in differentiation of sensorineural fields and protection
from apoptosis. In contrast to p53, both IGF-1 and caspase-3 mediated apoptosis seem to
contribute to proper morphogenesis, differentiation and innervations of sensorineural fields
within cochlea, semicircular canals, saculle and utricle. Expression of nestin probably
participates in differentiation and regeneration of some inner ear cells during development,
while α-tubulin indicates development of ciliary system, first in pluripotent and then in sensory cells. Fine mutual interaction of the investigated factors is needed for normal inner
ear development and function. Alterations in their spatiotemporal interplay might lead to
disturbances of vestibular and cochlear morphology and function.
Keywords
Unutarnje uho
Proliferacija stanica
Stanična smrt
Keywords (english)
Inner Ear
Cell Proliferation
Cell Death
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:171:393254 Study programme Title: Basic and clinical medical sciences Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Open access Terms of use Created on 2023-06-02 10:35:26
