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.2011年4月7日；472(7341):110-4.
doi:10.1038/nature09851。 Epub 2011年3月9日。

Hedgehog/Wnt反馈支持膀胱上皮干细胞再生增殖

申坤耀 1, 约翰·李, 妮妮·郭, 詹姆斯·金, 林莉帏, 梨树区, 英迪拉·U·迈索雷卡, 菲利普·A·比奇
附属公司

Hedgehog/Wnt反馈支持膀胱上皮干细胞再生增殖

申坤耀等。 自然. .

摘要

后生动物器官的上皮完整性是通过调节特定器官的干细胞和祖细胞的增殖和分化来维持的。尽管器官（如肠道）的上皮不断再生，从而保持持续增殖，但其他器官（如哺乳动物膀胱）会因上皮损伤而从接近静止状态转变为高度增殖状态。这种损伤诱导的再生反应模式的细胞和分子机制尚不明确。在这里，我们在小鼠中显示，膀胱内细菌感染或化学损伤的增殖反应是由尿路上皮基底细胞和其下面的基质细胞之间的信号反馈调节的。我们证明，这些基底细胞包括能够再生泌尿上皮内所有类型细胞的干细胞，并以分泌蛋白信号Sonic hedgehog（Shh）的表达为标志。损伤后，这些基底细胞中Shh的表达增加，并引发Wnt蛋白信号的基质表达增加，进而刺激尿路上皮细胞和基质细胞的增殖。这种信号反馈回路的活性增强和相关的细胞增殖增加似乎是恢复尿路上皮功能所必需的，在细菌损伤的情况下，可能有助于清除和防止感染的进一步传播。我们的发现为内胚层器官损伤诱导的上皮再生提供了一个概念框架，并可能为理解信号通路在癌症生长和转移中的作用提供了基础。

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数字

图1
图1。膀胱损伤诱导的增殖和刺猬信号
一UTI89滴注诱导膀胱基底上皮和基质细胞增殖。Ki67、Ck5和层粘连蛋白免疫染色分别显示UTI89滴注24小时后膀胱内的增殖、基底上皮细胞和基底膜。相邻部分相距10 mm。b条，上皮细胞和基质细胞增殖对细菌损伤的反应的定量。Ki67阳性细胞占4′，6-二氨基-2-苯基吲哚（DAPI）染色细胞核总数的%。c定量分析化学损伤引起的上皮细胞和基质细胞增殖。在滴注指定浓度的PS后24小时，Ki67阳性细胞占DAPI染色细胞核总数的百分比。注意基质中没有增殖反应。对于面板b条和c，数据来自3个膀胱，每个膀胱有2个断面，显示为平均值±标准差。；数值数据分别见补充表1和2。d日，eGFP在基底上皮细胞中的表达Shh-eGFP公司BAC转基因小鼠。e（电子）,Gli1-LacZ公司基质室表达。膀胱部分来自Gli1公司LacZ/WT公司小鼠用X-gal和抗层粘连蛋白联合染色。面板中的比例尺一,d日和e（电子）代表50µm。
图2
图2。表达Shh的基底细胞重新填充尿路上皮并形成类器官在体外
一，eGFP标记的Shh表达细胞产生尿plakin 3阳性的管腔细胞。嘘船员/WT;26年mTmG/重量用TM处理小鼠，并对其进行三轮损伤。Uroplakin-3阳性和阴性细胞分别用白色箭头和箭头表示。点状线条划分了尿路上皮和基质（L，管腔；S，基质）。b条，eGFP标记的Shh表达细胞的长期再生能力。在注射TM和10个月以上的7轮损伤后，mG在膀胱中的表达嘘CreER/WT公司;26年mTmG/重量小鼠标记大多数尿路上皮细胞。实验方案见图2b。c、 Matrigel中Shh表达细胞的扩展培养。从TM-注射中分离的单个eGFP-阳性膀胱细胞嘘CreER/WT公司;26年mTmG/重量小鼠在Matrigel中培养5周后形成类器官。原代培养的分离细胞（P0）类有机物也在随后的Matrigel培养传代（P1）中生成新的类有机物。DIC，差分干涉对比度。d日，膀胱类器官的共焦分析。类器官有多层上皮细胞，外层有Ck5表达细胞，与细胞外基质接触，内层细胞排列在管腔空间，不表达Ck5。e（电子），穿过Matrigel生长的类器官壁的切片，并对Shh进行免疫染色。注意eGFP在所有细胞中的表达，这表明最初培养的细胞中Shh表达，但不在外层的细胞中失去了Shh免疫染色。比例尺代表50µm；星号表示器质管腔。
图3
图3。Gli1介导损伤诱导的增殖、尿路上皮完整性的恢复和感染传播的减少
一,Gli1公司损失延迟和减弱对细菌损伤的增殖反应。野生型或纯合型膀胱Gli1公司在UTI89滴注后的指定时间，通过Ki67和层粘连蛋白的免疫染色对突变小鼠进行分析。b条，量化Gli1公司对上皮细胞和基质细胞增殖的影响。Ki67阳性细胞在UTI89注入野生型和Gli1公司变异的膀胱。c,Gli1公司丢失阻断上皮细胞对化学损伤的增殖反应。Ki67阳性细胞显示为滴注指示浓度的PS后24小时DAPI染色细胞核总数的百分比。在面板b和面板c中，数据显示为3个膀胱的平均值±s.e.m.，每个膀胱的2个截面，数字数据分别显示在补充表4和6中。d日，损伤膀胱的细胞旁通透性Gli1公司突变小鼠。野生型和Gli1公司纯合子滴注UTI89，并在感染后指定的时间进行分析，在1.5小时膀胱收集前滴注FITC葡聚糖。虚线划定了尿路上皮和间质之间的边界。注意，野生型细胞旁通透性的正常降低水平在24小时后恢复，但没有Gli1公司纯合子。e（电子），感染性传播到肾脏的过程因Gli1公司损失。UTI89滴注24小时后，膀胱中的细菌滴度较低Gli1公司纯合子与野生型相比（6.6±3.27×106与3.2±1.03±107克隆单位（c.f.u.）；P（P）<0.05）。相比之下，来自Gli1公司纯合子与野生型（2.59±1.0×105与2.55±1.0×104;P（P）<0.05）。数据显示为平均值±标准偏差（10只小鼠），显著性由未配对学生的t吨-测试。比例尺代表50µm。
图4
图4。刺猬诱导的基质Wnt信号表达介导尿路上皮和基质增殖
一,重量2,重量4和第16层在显微切割的上皮或基质中表达。基质表达重量2,重量4和第16层损伤后显著增加。尽管重量4在上皮中检测到RNA，这种表达在损伤时没有增加。ND，未检测到。b条激光捕获显微切割再生膀胱中的尿路上皮细胞层。红色、黄色、绿色和黑色线条分别显示了显微切割前基底层（Bas）、类基底层1（Bsl1）、类基础层2（Bsl2）和中间层（Int）细胞的选择和轮廓。c,d日,轴2和嘘野生型和非野生型细胞在显微切割细胞层中的表达Gli1公司UTI89或PBS滴注24小时后出现突变膀胱。c，的表达式轴2基质增加5.5倍(P（P）<0.05），基底为6.3倍(P（P）<0.05），类基底1中5.9褶皱(P（P）<0.05），类基底2中为2.3褶皱(P（P）<0.01）。的表达式轴2损伤的基底细胞和中间细胞没有显著变化Gli1公司纯合子突变体与未受损基底细胞和中间细胞的比较Gli1公司突变膀胱。d日，的表达式嘘在基底部细胞内增加5.5倍(P（P）<0.01），类基底1中为5.7褶皱(P（P）<0.05），基岩样2中为2.1褶皱(P（P）<0.05）。的表达式嘘在里面Gli1公司纯合子突变体增加了3倍(P（P）<0.05），与未受损的基底上皮细胞相比。数据以平均值±标准误差表示，显著性由配对学生的t吨-测试。Str，基质；嗯，伞形细胞。e（电子），Wnt通路活性在细菌损伤再生反应中的调节。左侧，Wnt信号反应的药物减少（吲哚美辛（Indo））或增加（LiCl）分别减少或增加膀胱增殖，无论是否有细菌损伤，如所示，在所示基因型的小鼠中（另请参见补充图17b、c、d）。对，他莫昔芬诱导的β-catenin失活降低上皮和基质的增殖(冷却器CAG)或在上皮中(嘘CreER公司). 数据表示为3个膀胱的平均值±s.e.m.，每个膀胱有2个断面（另请参见补充图18e，f）。
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    1. Hung CS，Dodson KW，Hultgren SJ。尿路感染小鼠模型。自然协议。2009;4:1230–1243.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Mysorekar IU，Hultgren SJ。尿路致病性大肠杆菌持久存在和根除的机制。程序。美国国家科学院。科学。美国2006年；103:14170–14175.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Mysorekar IU、Isaacson-Schmid M、Walker JN、Mills JC、Hultgren SJ。骨形态发生蛋白4信号调节尿路上皮更新，以应对泌尿系致病性感染。细胞宿主微生物。2009;5:463–475.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Hicks RM。哺乳动物膀胱：一个调节器官。生物Rev.弧度。菲洛斯。Soc.1975年；50:215–246.-公共医学

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