Μελέτη της έκφρασης του συστήματος του εκλυτικού παράγοντα κορτικοτροπίνης σε εμβρυϊκούς ιστούς

Abstract

CRF (Corticotropin Releasing Factor) system consists of neuropeptides CRF, Ucn I, II, III and the receptors CRF1, CRF2 and CRF-BP. It is responsible for stress regulation and the homeostasis of an organism. In this study, we investigated the presence of CRF system in human, fetal tissues and particularly in lung, heart and brain, from normal and pathological fetuses of different gestational age.We used tissues from 40-46 archival human fetuses, belonging to the Histology- Embryology laboratory of Democritus University of Thrace (DUTH), in Alexandroupolis, Greece. Fetuses were divided in Group A (with no pathology, normal), Group B (with chromosomal abnormalities) and Group C (with congenital disorders). Fetuses were further divided in the three gestational semesters (for the study of heart and brain tissues) and in the lung developmental stages (for the study of lung tissues). CRF system presence was evaluated using immunohistochemistry and the results were assessed by statistical analysis.We showed the presence of all CRF family members in human, fetal tissues of lung (epithelial and mesenchymal cells), heart and brain (neurons and glial cells), during development. Concerning lung, Ucn I and CRF1 were detected more often in Group A, while urocortins in general were more frequently present in pseudoglandular stage. There was a positive correlation between the presence of CRF neuropeptides and between CRF1 and CRF. Moreover, two fetuses with lung malformations showed low or no detectable presence of CRF system. In heart fetal tissues, Ucn III was not localized in normal fetuses and was more often present in fetuses with congenital disorders. Even further, it was more often detected in the early stages of development. Finally, concerning brain tissues, Ucn I was localized more frequently and with bigger quantitative expression in the second half of gestation. Ucn I, III, CRF2 and CRF-BP had bigger quantitative expression in normal, than in pathological fetuses. In fetuses with neural pathology CRF1 and CRF2 were not detected. In advance, the number of cortical CRF-system positive cells of normal fetuses was reduced, with the increase of gestational week. All fetal placentas were positive for the presence of CRF system. Tissues from kidney, liver and small intestine of a normal fetus (19 weeks) were positive for the presence of CRF and Ucn I. In conclusion, we showed CRF-family localization in human, fetal tissues and particularly in lung, heart and brain and we correlated it with the pathology and ontogeny of these organs. Our conclusions, comply with other findings in international studies, concerning experimental animal models or human tissues, underlying CRF system role in fetal development, maturation and pathology

Το Σύστημα CRF (Corticotropin Releasing Factor) αποτελείται από τα νευροπεπτίδια CRF, Ucn I, II και ΙΙΙ και τους υποδοχείς CRF1, CRF2 και CRF-BP. Είναι υπεύθυνο για τη ρύθμιση του στρες και την ομοιόσταση γενικά ενός οργανισμού. Στη συγκεκριμένη μελέτη ερευνήσαμε την παρουσία των μελών του Συστήματος αυτού σε εμβρυϊκούς, ανθρώπινους ιστούς και ιδιαιτέρως στους πνεύμονες, καρδιά και εγκέφαλο, φυσιολογικών και παθολογικών εμβρύων, διαφορετικής ηλικίας κύησης.Οι εμβρυϊκοί ιστοί παραλήφθηκαν από 40-46 ανθρώπινα έμβρυα που ανήκουν στο Αρχειακό υλικό του Εργαστηρίου Ιστολογίας- Εμβρυολογίας του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης (Δ.Π.Θ.), στην Αλεξανδρούπολη. Τα έμβρυα κατατάχθηκαν στη συνέχεια στην Ομάδα Α (έμβρυα χωρίς παθολογία, φυσιολογικά), Ομάδα Β (έμβρυα με χρωμοσωμικές ανωμαλίες) και Ομάδα Γ (έμβρυα με συγγενείς ανωμαλίες). Χρονικά, τα έμβρυα χωρίστηκαν στα τρία τρίμηνα της εγκυμοσύνης (για τη μελέτη του καρδιακού και εγκεφαλικού ιστού) και στα πνευμονικά στάδια ανάπτυξης (για τη μελέτη του πνευμονικού ιστού). Η παρουσία του Συστήματος CRF εκτιμήθηκε με ανοσοϊστοχημεία και στη συνέχεια έγινε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων. Αποδείξαμε την ανοσοϊστοχημική παρουσία όλων των μελών της οικογένειας CRF σε εμβρυϊκούς, ανθρώπινους ιστούς πνεύμονα (επιθηλιακά και μεσεγχυματικά κύτταρα), καρδιάς και εγκεφάλου (νευρικά και νευρογλοιακά κύτταρα), σε όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης. Ως προς τον πνεύμονα, η Ucn I και ο CRF1 εντοπίστηκαν συχνότερα στην Ομάδα Α, ενώ οι ουροκορτίνες γενικότερα ήταν πιο συχνά παρούσες στο ψευδοαδενικό στάδιο ανάπτυξης. Σημαντική ήταν και η θετική συσχέτιση ανάμεσα στην παρουσία των νευροπεπτιδίων CRF και ανάμεσα στον CRF και CRF1. Επιπλέον, δύο έμβρυα με πνευμονική παθολογία παρουσίασαν χαμηλή ή μη ανιχνεύσιμη παρουσία του Συστήματος. Στον καρδιακό ιστό, η Ucn III δεν ανιχνεύθηκε καθόλου στα φυσιολογικά έμβρυα και ήταν συχνότερη στα έμβρυα με συγγενείς ανωμαλίες. Παράλληλα, ήταν πιο συχνά παρούσα στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης. Όσον αφορά στον εγκεφαλικό ιστό η Ucn I εντοπίστηκε συχνότερα και με μεγαλύτερη ποσοτική έκφραση στο δεύτερο μισό της κύησης. Επιπλέον, οι Ucn I, III, CRF2 και CRF-BP εντοπίστηκαν εντονότερα στα φυσιολογικά, από ότι στα παθολογικά έμβρυα. Σε έμβρυα με παθολογία του νευρικού συστήματος δεν εντοπίστηκαν καθόλου οι υποδοχείς CRF1 και CRF2. Ακόμη, ο αριθμός των θετικών για το Σύστημα CRF κυττάρων στον εγκεφαλικό φλοιό φυσιολογικών εμβρύων μειώθηκε με την αύξηση της εμβρυϊκής ηλικίας. Οι πλακούντες όλων των υπό μελέτη εμβρύων αποδείχτηκαν θετικοί για την παρουσία όλων των μελών του Συστήματος CRF. Ιστοί νεφρού, ήπατος και λεπτού εντέρου ενός φυσιολογικού εμβρύου 19 εβδομάδων, αποδείχτηκαν θετικοί στη χρώση για τους CRF και Ucn I. Συμπερασματικά, δείξαμε την παρουσία του Συστήματος CRF σε εμβρυϊκούς ανθρώπινους ιστούς και ιδιαιτέρως στους πνεύμονες, καρδιά και εγκέφαλο και την συσχετίσαμε με την παθολογία και την οντογένεση αυτών των συστημάτων. Τα συμπεράσματά μας συμφωνούν με άλλα διεθνή βιβλιογραφικά ευρήματα από πειραματικά μοντέλα ζώων ή ανθρώπινους ιστούς, υπογραμμίζοντας έτσι τη σημασία του Συστήματος στην εμβρυϊκή ανάπτυξη, ωρίμανση και παθολογία.