In vitro modell a csapfejlődésben szerepet játszó faktorok tanulmányozására = In vitro model to study retinal cone photoreceptor differentiation

摘要

Az emlősök többségének retinájában kétféle csapot találunk, az egyik a kék- (S-csap), míg a másik a zöld, vagy a vörös fényre érzékeny (M/L-csap). E két csaptípus nem egymástól függetlenül fejlődik. Mindegyik csap először S-opszint expresszál, többségük azonban később átáll az M/L-pigment termelésére. Keveset tudunk arról, mely faktorok vehetnek részt a pigment váltás szabályozásában. A pályázatban bemutattunk egy új, in vitro organotipikus retinatenyésztésen alapuló módszert, amely több fajon is lehetővé teszi a transzdifferenciáció tanulmányozását. Az általunk használt kontrol médiumban az M/L-csapok minden esetben kifejlődtek, a kiültetés idejétől függetlenül. Az M/L-csapok elköteleződése a 4. nap (P4) előtt végbemegy, különbséget tápjaink között csak korábbi kiültetések esetén találtunk. Szérum hozzáadása egyedül képes volt biztosítani a differenciációhoz szükséges összes faktort megfelelő koncentrációban P1-P4 retinák esetében. Szérummentes közegben a pajzsmirigyhormon egyedül elégséges patkány M/L-csapjainak kifejlődéséhez, de csak megfelelő mennyiségű E-vitamin hozzáadása mellett biztosítja a fejlődést szíriai aranyhörcsögben. Eredményeink bizonyítják, hogy a technika használható a csapfejlődésre ható szolubilis faktorok szerepének tanulmányozására. Bizonyítottuk, hogy a pajzsmirigyhormon minden vizsgált fajban szükséges az M/L-csapok elköteleződéséhez, de eredményeink szerint más faktoroknak is fontos szerepe lehet, legalábbis a fajok egy részében. | The retina of most mammalian species contains two types of cones, one sensitive to shorter- (S-), and another to the middle- or long wavelengths (M/L-cones). These populations do not develop independently. All cones first express S-opsin only, but most of them switch to M/L-opsin production. Despite intensive studies, little is known about the factors influencing pigment switch. Hereby, we report a new model, in vitro organotypic retinal culture, to study these factors in tree species of mammals. All retinas fully differentiate in vitro, in control medium, independently of the time of explantation. Commitment for M/L-opsin expression is completed by P4: only in retinas explanted before, did we detect any difference in development. Serum supplementation alone, was sufficient to induce M/L-cone differentiation in cultures explanted prior to P4, indicating that it contains all the factors necessary. In serum free conditions, thyroid hormone was enough to induce transdifferentiation in the rat, whereas in the Syrian hamster, vitamin-E was also needed. These results prove that retinal culturing is a reliable tool to study the effect of soluble factors in retinal differentiation. In all species studied, thyroid hormone seems to be necessary for M/L-cone development, but other factors like vitamin-E could also play additional roles, indicating that development may be controlled by different mechanisms in different species.