PLoS Genetics, 2005; 1(1): (más artículos en esta revista)

Fog2 se requiere para Normal diafragma y Desarrollo de pulmón en ratones y seres humanos

Kate Ackerman G [1], Bruce J Herron [3], Sara Vargas O [4], Hailu Huang [2], Sergei G Tevosian [5], Lazaros Kochilas [6], Cherie Rao [2], Barbara R Pober [ 7], Randal P Babiuk [8], Jonathan Epstein A [9], John J. Greer [8], David R Beier [2]
[1] División de Medicina de Emergencia, Departamento de Medicina, el Hospital de Niños y la Escuela de Medicina de Harvard, Boston, Massachussets, Estados Unidos de América
[2] División de Genética, Brigham and Women's Hospital y la Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, Estados Unidos de América
[3] Instituto de Genómica, Wadsworth Center, Troy, Nueva York, Estados Unidos de América
[4] Departamento de Patología, del Hospital de Niños y la Escuela de Medicina de Harvard, Boston, Massachussets, Estados Unidos de América
[5] Departamento de Genética, Escuela de Medicina de Dartmouth, Hanover, New Hampshire, Estados Unidos de América
[6] Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina de Brown, Providence, Rhode Island, Estados Unidos de América
[7] Departamento de Cirugía, Children's Hospital y la Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, Estados Unidos de América
[8] Departamento de Fisiología de la Universidad de Alberta, Edmonton, Alberta, Canadá
[9] División Cardiovascular del Departamento de Medicina y Departamento de Biología Celular y Molecular, Universidad de la Escuela de Medicina de Pennsylvania, Filadelfia, Pensilvania, Estados Unidos de América
Resumen

Hernia diafragmática congénita diafragmática congénita y otros defectos se asocian con importante morbilidad y mortalidad en los recién nacidos, sin embargo, la base molecular del desarrollo de estas anomalías se desconoce. En un análisis de E18.5 embriones derivados de los ratones tratados con N-etil-N-nitrosourea, hemos identificado una mutación que causa la hipoplasia pulmonar y el desarrollo anormal diafragmática. Fog2 (Zfpm2) mapas en el intervalo recombinante que lleva el N-etil-N - Nitrosourea mutación inducida, y la secuenciación del ADN de Fog2 identificado una mutación en un empalme de donantes sitio que genera una codificación de transcripción anormal de proteína truncada. Humanos autopsia casos con defecto diafragmático y la hipoplasia pulmonar fueron evaluados para las mutaciones en FOG2. Análisis de secuencias reveló una mutación de novo en un resultado prematuro codón de parada en un niño que murió en el primer día de vida secundaria a la hipoplasia pulmonar severa bilateral y muscularized anormal del diafragma. Utilizando un enfoque impulsado por el fenotipo, hemos establecido Fog2 que se requiere para el normal desarrollo de pulmón y el diafragma, un papel que no se ha apreciado anteriormente. FOG2 es el primer gen implicado en la patogénesis de nonsyndromic diafragmática defectos congénitos humanos, y su necesidad de Desarrollo pulmonar valida la hipótesis de que los recién nacidos con hernia diafragmática congénita también pueden tener anomalías del desarrollo pulmonar primaria.

Introducción

Diafragmática congénita defectos son un espectro de defectos de nacimiento relativamente común. El Bochdalek posterolateral o hernias (a menudo como la hernia diafragmática congénita [CDH]) ocurren en 1 / 3000 nacidos vivos [1], y, si bien estas son el tipo más común de defecto diafragmático presentar en el momento del nacimiento, aplasia diafragmática y defectos muscularization diafragmática ( Eventraciones) pueden tener una presentación clínica similar.

Hacer distinciones entre anatómicos específicos de este tipo de defectos puede ser difícil sin directa bruta (intraoperatoria o postmortem) examen. Hipoplasia pulmonar asociada a estos graves defectos diafragmáticos causas de mortalidad y morbilidad. La patogenia de desarrollo y relación entre los defectos diafragmáticos y hipoplasia pulmonar no se entiende. A pesar de los avances médicos en la gestión de la hipoplasia pulmonar puede haber disminuido la mortalidad asociada a la CDH los pacientes que sobreviven a recibir atención en los centros de alto volumen [2, 3], la población basada en la mortalidad ha sido reportada a ser tan grande como el 62%, Y hay un gran número de muertos antes del nacimiento o de la transferencia a un centro de atención terciaria [4]. Como estos pacientes presentan con insuficiencia respiratoria grave en el momento del nacimiento, se ha centrado en el desarrollo de mejores métodos para proporcionar soporte ventilatorio mientras no producir más daño pulmonar. Oxigenación de membrana extracorpórea (ECMO) se usa en algunos centros de prestación de un largo período de bypass cardiopulmonar [5, 6], mientras que otros centros tienen éxito en el uso de otras técnicas de soporte ventilatorio [7]. La morbilidad en los que sobreviven es alta, y muchos pacientes sobreviven con insuficiencia respiratoria crónica, déficit cognitivo y neuromotor, y la pérdida de audición como consecuencia de la necesaria intensidad y de las intervenciones estructurales y de desarrollo irreversible anomalías [8 - 11].

Hasta la fecha, no se han encontrado mutaciones específicas que se asocian con defectos diafragmáticos y nonsyndromic hipoplasia pulmonar en los seres humanos. La heredabilidad de estos defectos es poco clara, como la alta morbilidad y mortalidad límite de la reunión de familias multigeneracionales para el análisis. La etiología genética es probable que sean complejos y probablemente surgen de mutaciones diferentes en diversas partes de las vías moleculares de desarrollo necesarias para el desarrollo diafragmática. De hecho, hay numerosos informes que implican a diferentes anomalías cromosómicas en la patogénesis de la CDH [12, 13]. Dada la dificultad de estudiar las anormalidades de desarrollo letal en los seres humanos, es de gran utilidad potencial para desarrollar modelos animales de los humanos defectos de nacimiento, como las anomalías genéticas se encuentran en modelos animales puede ser investigado en las poblaciones humanas.

Hemos examinado los ratones tratados con el producto químico mutágeno N-etil-N-nitrosourea (ENU) de las líneas a problemas de desarrollo que presentan en el período perinatal [14]. Desde esta pantalla, hemos identificado una línea de ratones con una mutación recesiva que los resultados en la enseñanza primaria y la hipoplasia pulmonar y cardíaco anormal diafragmática desarrollo. Análisis de la clonación posicional identificado Fog2 (Zfpm2), como posible candidato, y la secuenciación del ADN reveló una mutación en un empalme de donantes sitio que genera una codificación de transcripción anormal de proteína truncada. Este resultado sugiere que se estudien los ortólogos de genes en los seres humanos con los mismos defectos de desarrollo, y que informe el hallazgo de una mutación de novo en FOG2 tonterías en un paciente que murió al nacer con un defecto diafragmático y la hipoplasia pulmonar severa. Esta es la primera informó de mutación asociada con estas anomalías en un humano. Se presentan datos adicionales que proporcionan pruebas directas de que la hipoplasia pulmonar puede ser un componente principal de este espectro de trastornos.

Resultados
Identificación de la mutación poco de pulmón en Fog2

Hemos examinado la tercera generación de la progenie de ENU-mutagenized embrionarias de ratones en 18,5 días (E18.5) para el desarrollo anormal de fenotipos [14]. Una línea de ratones que se han encontrado múltiples embriones en camadas independientes que muestran hipoplasia pulmonar y una delgada membrana. La mutación, que hemos denominado poco pulmón (lil), fue asignada a los cromosomas 15, mediante la utilización de una estrategia de análisis de haplotipos intervalo (datos no presentados) [15]. Para la cartografía de alta resolución, F2 progenie de dos cruces fueron analizados. En 450 progenie de un intercross de F1 (A / J × FVB / N) lil / + ratones, el intervalo que contiene la mutación se definió por 19 recombinantes entre D15Mit220 y D15Mit154. Debido a la falta de marcadores informativos dentro de este intervalo, otros 39 de una progenie F2 A / J × C57BL/6J cruz se pusieron a prueba. La identificación de dos recombinantes D15Mit85 establecido como el proximal y distal D15Mit5 como los marcadores de acompañamiento.

El fenotipo lil fue identificado en E18.5 haber hipoplasia pulmonar bilateral y una anormal diafragma. Hipoplasia pulmonar es evidente en todos los ratones mutantes que sobrevivió al parto. En una comparación entre la naturaleza y el tipo de ratones mutantes encontrados muertos en el primer día de vida, el peso corporal no fueron diferentes, sin embargo, el pulmón pesos fueron significativamente menores en los ratones mutantes. El mutante de pulmón peso promedio fue de 9,6 ± 2,5 mg, mientras que el promedio de tipo salvaje de pulmón de peso fue de 26,4 ± 4,6 mg (p <0,001). Todos los pulmones de los ratones mutantes se carece de un accesorio lóbulo en el lado derecho y tenía el subdesarrollo de la parte anterior del lóbulo medio derecho (Figura 1 A). Diafragmas de ratones mutantes lil estaban intactos, pero muscularization estuvo ausente en las regiones dorsal. Myotubules estuvieron presentes en forma limitada y distribución anormal. Más concretamente, myotubules normalmente irradiar en un mediolateral moda para satisfacer las paredes laterales organismo, que habitualmente cuenta con una escasez de las fibras musculares en la región central tendonous. En el mutante diafragma, myotubules radiada en una dorsal-ventral orientación, y el tejido muscular no se reunió la totalidad de la superficie del cuerpo paredes (Figura 1 B).

El número de lil ratones mutantes que sobrevivió al nacer fue menos del 5% del total de la progenie, y no el 25% esperado para una mutación recesiva. Se evaluó camadas en diferentes puntos de embriones tiempo para determinar si el número es reducido debido a la desaparición intrauterinos. Camadas fueron recogidos en E12.5, 13,5, 15,5, 17,5, y 18,5, y los embriones fueron genotipados y evaluados por las pruebas de intrauterinos desaparición, incluido el retraso en el crecimiento, palidez, y friabilidad de tejidos. Lil embriones tenido un progresivamente mayor tasa de desaparición Entre E13.5 y E15.5. En E12.5, 20 de las 87 (23%) eran homocigotos para la mutación, y todos estos parecía viable. En E13.5, 13 de 49 (27%) eran mutantes, y dos habían muerto. En E15.5, 22 de 91 (24%) fueron mutante, y la mayoría de los embriones mutantes (17 de las 22) había muerto. Por E18.5, nueve de 29 embriones (31%) eran homocigotos para la mutación, de los cuales sólo un embrión es viable. Diafragmática muscularization fue anormal en todos los ratones mutantes examinados (n> 25). Hipoplasia pulmonar se observó en el 100% de los mutantes evaluados para que entre fenotipo y E11.5 nacimiento (n> 50).

El examen de la morfología cardíaca mostró que E15.5 lil corazones de los ratones mutantes tenían una variedad de defectos de desarrollo, incluida la ampliación y anormalmente desarrollado endocardial cojines, una doble salida de ventrículo derecho, y un canal atrioventricular completo. El miocardio es también poco desarrollados, con adelgazamiento de la capa exterior compacto y disminución de vascularización. La cohorte de ratones mutantes que sobrevivieron al nacimiento también ha malformaciones cardíacas incluyendo atrioventricular canal de tipo de defectos del septo ventricular, ostium primum defectos del septo auricular, y ampliada aurículas (datos no presentados). Todos los mutantes específicamente evaluados por un fenotipo cardíaco (n = 10) había cardíaco anormal desarrollo.

Examen de la región de 3 Mb entre D15Mit85 y D15Mit5 en las bases de datos de secuencias de ADN reveló tres genes predichos y cuatro genes conocidos, incluidos Fog2. Orientada por mutaciones de Fog2 tienen defectos cardiacos sorprendentemente similares a los que hemos observado en ratones mutantes lil, incluyendo defectos del canal atrioventricular, raleadas miocardio, y ausentes los vasos coronarios [16]. RT-PCR de amplificación de la porción proximal de Fog2 puesto de manifiesto ya en las transcripciones lil mutante que en la de tipo salvaje embriones (Figura 2 A). Secuencia de los mutantes transcripción reveló una mutación puntual (de timina a cytosine) 2 bp después de la posición 301, que se encuentra en el empalme de donantes sitio en el final del tercer exón. Esta mutación provoca un defecto de empalme que se traduce en la inserción de 85 pb de intronic secuencia mutante en la transcripción, y se introduce un codón de parada que genera una proteína truncada gravemente producto (Figura 2 B). Heterocigotos lil ratones mutantes se cruzaron con un Fog2 + / - (alelo nulo) de genes mutantes generados por la orientación [16]. Doblemente ratones heterocigotos tenían un fenotipo letal embrionaria; este fracaso para complementar lil demuestra que es una mutación en Fog2. La variable lil fenotipo de los ratones (en relación a la que se encuentra para la Fog2 mutante nulo) es probable debido a la generación de un bajo nivel de transcripción normal a pesar de la presencia de la mutación sitio de empalme.

Pulmón y diafragma Desarrollo en el Fog2 Mutant Mouse

Se realizaron experimentos para evaluar el papel de Fog2 en el desarrollo pulmonar y diafragmática. El fenotipo pulmonar se caracteriza por hipoplasia difusa y específica de la pérdida del lóbulo accesorio y una parte del lóbulo medio derecho.

Es bien sabido que las anormalidades en el desarrollo ya sea diafragmática fetal o de la respiración puede provocar una hipoplasia pulmonar secundaria, a pesar de la pérdida de estructura normal nunca se ha documentado en este contexto [17, 18]. Fog2 se expresa en la difusa pulmonar mesenchyme durante el período Morfogénesis de la ramificación, mientras que más tarde de expresión está restringida a los músculos lisos de las vías respiratorias y vasos pulmonares (Figura 3]. Esto, y la observación de que los pulmones parecían pequeños en secciones transversales evaluadas antes de muscularization diafragmática o función, sugiere que la hipoplasia pulmonar se produce con independencia del defecto diafragmático. Para probar esta hipótesis, los pulmones fueron disecados de Fog2 - / - ratones y littermate controles antes de que comience el movimiento fetal diafragmática. Fog2 - / - Los animales fueron utilizados para este experimento, ya que quería evitar posibles variación fenotípica de la mutación lil hypomorphic. Pulmones disecados en E12 de Fog2 - / - embriones eran más pequeños en tamaño y carece de la elaboración de un lóbulo accesorio. En 11 viable Fog2 - / - pulmón cultura explantes, nunca hubo desarrollo de un lóbulo accesorio, y el peso de los pulmones mutantes cultivadas durante 5 d fueron significativamente más bajos que los de littermate controles (Figura 4]. Estos datos demuestran que la hipoplasia pulmonar en los ratones mutantes Fog2 es un defecto primario.

Ramificación en el no afectado lóbulos parecía ser un retraso de 6-12 h, pero todos los mutantes desarrollaron un intrincado patrón de los lóbulos no afectados después de la cultura para 5 d.

Debido a que el fenotipo Fog2 Llama la atención específica de la pérdida de lóbulos, el patrón espacial de Fog2 expresión fue evaluada en los embriones normales durante el período de principios de lóbulos establecimiento para determinar si Fog2 expresión es específicamente diferente en estos lobar yemas. Se evaluó la expresión en ratones con un gen lacZ incorporado en el Fog2 locus (S. Tevosian, datos no publicados). En nueve examinado en ratones E11.5, todos los pulmones mostraron una mejora de la Fog2 expresión en la que rodea a la mesenchyme accesorio de la yema y la yema del lóbulo medio derecho, que son los lóbulos de que no se desarrollan normalmente en Fog2 ratones mutantes (Figura 5]. Por E12.5, expresión fue difusa en la mesenchyme pulmonar, como se vio anteriormente con hibridación in situ sobre cortes de tejido.

Diafragmas de Fog2 lil ratones muestran una membrana intacta con un defecto en el patrón muscular (ver Figura 1 B). La parte membranosa del diafragma está poblada por una población migratoria de las células precursoras musculares, al igual que las extremidades [19, 20]. Los ratones con defectos en los genes que se sabe que son importantes para el control de este proceso han intacto pero amuscular diafragmas [17, 21, 22]. Hepatocyte factor de crecimiento / Scatter factor (HGF) es un potencial candidato responsable de la dirección de los músculos de los precursores Diafragma membranoso. Se ha demostrado que el HGF se expresa a lo largo de esta vía anatómica [23], y los ratones con ausencia de la HGF receptor c-Met dejar de forma muscularized pliegues pleuroperitoneal (PPFs), y, por tanto, han amuscular diafragmas [24, 25]. Fog2 es Expresó difusa en los primeros amuscular diafragma en E11.5 así como en la posterior muscularized diafragma (véase la figura 3 y C 3 D). Pax3 y MyoD, factores de transcripción necesarios para la adecuada determinación de la migración y myogenic precursores, se detectaron en la PPFs De Fog2 lil ratones (datos no presentados). Sin embargo, la expresión in situ análisis demostró que la expresión de HGF en la región donde esta estructura se reúne el diafragma membranoso fue reducido considerablemente en los Fog2 ratones mutantes (Figura 6]. Se postula que se requiere Fog2 (directa o indirectamente) para la inducción de HGF en el desarrollo de diafragma, y la disregulación de HGF patrón a lo largo de la ruta de migración de las células precursoras musculares entre la PPF y el diafragma cuentas del fenotipo anormal en estos ratones.

FOG2 Mutación en un paciente con pulmón y diafragma Anomalías

FOG2 secuencia se realizó un análisis de tejido de autopsia del 30 de los 32 niños fallecidos con un diagnóstico anatómico de defecto diafragmático evaluadas en el Children's Hospital de Boston, Massachusetts, entre 1993 y 2003. Se revisaron los informes de la autopsia para determinar el diagnóstico específico. De estos 30 casos, 17 (57%) había Bochdalek CDH, dos (7%) tenían agenesia diafragmática, siete (23%) había eventración diafragmática / muscularization defectos (sin Bochdalek CDH), y cuatro (13%) tenían hernia de Bochdalek Hemidiaphragm eventración y una de la otra. Hipoplasia pulmonar se evaluó a través de los pulmones / de peso corporal y el índice radial alveolar cuenta [26]. El material disponible para revisión incluyó informes escritos y diapositivas histológico en todos los casos y en bruto kodachromes un subconjunto de los casos.

Un niño llevaba una secuencia muy significativa FOG2 cambio. El paciente era un completo plazo 3500-g niña que desarrollaron insuficiencia respiratoria grave en el momento del nacimiento y murió después de 5 h de reanimación. Antemortem radiografías de pulmón mostró opacified campos y posibles intestino en el pecho. El diagnóstico clínico del paciente fue CDH.

Examen de material de autopsia reveló hipoplasia pulmonar bilateral severa (peso combinado de pulmón, 11,1 g; espera de la longitud del cuerpo / peso, 46,8 ± 26,2 g; [27]], más notablemente con el pulmón izquierdo. El pulmón / peso vivo fue 0,0037 (espera> 0,010) [28]. Hay un número reducido de generaciones bronquiales, y la radial alveolar contar fue 2-3 (espera = 5) [29]. Hubo fisuras incompleta pulmonar bilateral. Una profunda posterior eventración diafragmática estuvo presente en el lado izquierdo. Además, dos bandas se asemejan muscularized ligamentous diafragmática restos rodearon el lóbulo izquierdo del hígado, la creación de un contorno anormal fisurada hígado. Lejos de la eventración, el diafragma muscularized parece bien, la medición de 0,3 cm de espesor. Una autopsia no reveló otras malformaciones; el corazón está decidido a ser sumamente normal y fue donado por la válvula de la cosecha.

Análisis de secuencias reveló una cytosine a timina heterocigotos cambio en el exón 4, que modifica la 112 ª de aminoácidos arginina a un codón de parada. Esta mutación produce un péptido gravemente truncado que no contiene zinc dominios dedo de la mano (Figura 7]. Este cambio de base no estuvo presente en el análisis del ADN de 400 adultos normales. Para evaluar la probabilidad de que la mutación es causal de desarrollo para el fenotipo, se examinaron los dos padres. Se confirmó la paternidad, y la secuencia de análisis reveló que ninguno de los padres la llevaron esta mutación, que demuestre que el paciente presenta una mutación de novo en FOG2 (Figura 7].

Discusión

Diafragmática congénita defectos son un grupo heterogéneo de enfermedades de etiología desconocida. Los defectos que presente en el pre-o período perinatal incluyen Bochdalek hernia, aplasia diafragmática, y los diversos grados de muscularization defectos o eventraciones. Diferentes tipos de defectos se producen en los mismos pacientes o en los hermanos, lo que sugiere estos representan variable expresión de la misma patogénesis subyacente [30, 31]. Clínica diferenciación entre estos defectos pueden ser muy difícil, ya que el residual de un diafragma membranoso muscularization defecto es delgada y no puede ser fácilmente visibles en la ecografía prenatal o postnatal, radiografías de tórax [32]. Aunque diafragmática muscularization defectos fueron históricamente consideradas como predictores de un buen resultado, ha habido insuficiencia de los estudios basados en la población que incluyen fetal o neonatal casos y diagnósticos de la autopsia a hacer esta conclusión definitiva. De hecho, la serie de pacientes que informe publicado aquí y en la literatura indican que una eventración defecto puede estar asociada con el desplazamiento del contenido abdominal y también con grave hipoplasia pulmonar e insuficiencia respiratoria [33, 34].

Numerosas anomalías cromosómicas se han encontrado en asociación con anomalías congénitas diafragma [12, 35]. FOG2 Humanos a los mapas de cromosomas 8q23.1, y, sobre todo, varios pacientes con defectos del diafragma y reordenamientos de este lugar se han reportado. Específicamente, hay tres casos no CDH pacientes con cytogenetically equilibrado translocaciones en o cerca del lugar FOG2 [36, 37]. Además, dos pacientes con deleciones aparentemente abarca la FOG2 locus han muerto a causa de múltiples anomalías congénitas incluidas CDH [38 - 40]. Inactivación de este gen debido a la reordenación cromosómica o supresión daría lugar a una mutación nula heterocigotos similar a la encontrada en el paciente nos informe.

Debido a que la mutación FOG2 nos informe es de novo y fenotipos de la pulmonar y defectos diafragmáticos son similares entre ratón y humano, sugerimos que esta mutación en FOG2 es el primer causa de un desarrollo humano diafragmática y pulmonar defecto. En contraste con el niño afectado, ratones heterocigotos para la mutación de una nula Fog2 parece normal. Sin embargo, existe un amplio precedente para la observación de que haploinsufficiency de un gen con funciones de desarrollo es mucho menor tolerancia en los seres humanos que los ratones [41].

No está claro cómo la Fog2 defecto diafragmático se refiere a la CDH Bochdalek más comunes, como los mecanismos patogénicos de ambos son en gran medida desconocidos. Músculo precursores destinados a poblar el diafragma migrar el lateral dermomyotome de somitas cervicales. Antes de la migración hacia el diafragma, que pueblan la PPF, una cuña en forma de tejido que disminuya el medio de la pared lateral al cuerpo esofágico mesenterio y fusibles ventralmente con el septum transversum [42]. Músculo precursores llegar a la FPP por E11, en los que proliferan, diferenciar, y luego migrar hacia el dorsolateral costales, esternal costal, y crural de las regiones en desarrollo el diafragma. Así pues, un defecto en la formación de PPF posteriormente resultados anormales en la formación de la membrana [43]. Hemos demostrado que el mutante Fog2 sí tienen un patrón anormal de HGF expresión en la región a través de los cuales migran las células precursoras musculares en el desarrollo de diafragma. Este hallazgo podría explicar el músculo anormalmente el modelo que se desarrolla en el Fog2 mutante diafragma. Aunque Pax3 y MyoD expresión se detecta en el PPF, un análisis detallado de los factores de transcripción responsables de la migración de células precursoras del músculo y la diferenciación tendrá que ser completado tanto en la PPF y a lo largo de la ruta de migración de las células precursoras musculares entre la PPF y el diafragma membranoso . Fog2 puede interactuar con cualquiera de los factores de Gata, Gatas 1-6, así como otros factores de transcripción como CoupTFII [44, 45]. Se sabe que un Fog2 - Gata4 interacción es fundamental para el normal desarrollo gonadal y cardíaca, pero los factores que interactúan en el pulmón y el diafragma no se han determinado aún.

La severidad de la hipoplasia pulmonar en el paciente que informe estaba fuera de proporción a la de defecto del diafragma. Hipoplasia pulmonar se asocia con diafragmática anormal de la anatomía o de la función, y se sabe que se producen como secundaria defecto de los modelos de desarrollo de la disfunción diafragmática como amuscularization completo [17] o el nervio frénico interrupción [46]. Se produce en un modelo quirúrgico de la CDH en la que una hernia es físicamente creado en un cordero en el útero [47, 48]. Sin embargo, la posibilidad de que las anormalidades de desarrollo pulmonar primaria ocurrir con, en lugar de secundaria, defectos diafragmáticos ha sido sugerido por otros sobre la base de un modelo teratogénico de la CDH [49 - 51] y ha sido durante mucho tiempo se sospecha de los médicos que atienden a estos pacientes. Además, la alta incidencia de anomalías asociadas con lobar CDH [52] apoya la posibilidad de que este trastorno puede estar asociado a una primaria anormalidad de desarrollo pulmonar.

Nuestro análisis de la ejecución ratones mutaciones de Fog2 demuestra que existe un defecto primario en el desarrollo pulmonar, que en los resultados concretos de la pérdida del lóbulo accesorio y pérdida parcial de la mitad del lóbulo derecho. Los defectos específicos de lóbulos, nos llevó a evaluar Fog2 expresión en el momento de la primera lobar en ciernes. Aunque Fog2 expresión es difusa en la de lóbulos pulmonares mesenchyme después de la estructura está bien establecida (E12.5), es más focally expresadas en el mesenchyme que rodean el derecho y lóbulo medio accesorio yemas forma como estos lóbulos. Coincide con el fenotipo del lóbulo medio derecho y pérdida del lóbulo accesorio, y sugiere que Fog2 tiene un papel específico en el establecimiento del patrón de estos lóbulos. Es menos claro si la pérdida de Fog2 resultados en un mundial ramificación defecto, como Fog2 pulmones parecen tener un leve retraso en el desarrollo, que podría resultar de muchas causas. Cultivada Fog2 pulmones hacer desarrollar un intrincado patrón de los lóbulos no afectados que aparece en la pauta similar a la de tipo salvaje pulmones después de 5 d en la cultura.

En este informe se muestra que una mutación de Fog2 en el ratón hace que el fenotipo anormal de muscularization diafragmática y la hipoplasia pulmonar primaria. Además, demostrar que una mutación en este gen se asocia a un defecto letal en el pulmón y el diafragma en el desarrollo de un niño. Es notable que, a pesar de las amplias Fog2 análisis de la biología y la generación de un Fog2 ratón knock-out, su papel en el desarrollo del pulmón y diafragma fue previamente no reconocidos. Es sólo como consecuencia de fenotipo impulsado por los análisis, como los que se persiguen de que uno tiene la oportunidad de analizar todas las posibilidades de Trastornos moleculares que pueden dar lugar a enfermedades humanas.

Materiales y Métodos

Estas investigaciones se llevaron a cabo con la aprobación de la junta de revisión institucional para el Children's Hospital, Boston, y el Brigham and Women's Hospital, Boston. Animal uso fue aprobado por el Centro de Recursos Animales y Comparado Medicine (Escuela de Medicina de Harvard).

Apoyo a la Información
Primers de RT-PCR (Ratón): Amplificación de anormal en Transcript
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Humanos Primers para amplificación de
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Este manuscrito está dedicada a Lucy para bebés y sus padres por la contribución que han hecho para ayudarnos a comprender el desarrollo diafragmática y defectos de pulmón. Este trabajo fue financiado por el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NIHCD) conceder HD36404 (DRB) y la Fundación Hearst (KGA). KGA sueldo recibido también el apoyo de NICHD subvención T32HD040129-02. Queremos dar las gracias a Stuart Orkin, MD, por el generoso regalo de su Fog2 - / - ratones. También queremos dar las gracias a Raju Kucherlapati, Ph D., y Birgit Funke, Ph D., de proporcionar control de las muestras de ADN.