Browsing by Subject "yksilönkehitys"

Aryylihiilivetyreseptori (AHR) ligandiin sitouduttuaan kulkeutuu solun tumaan ja aktivoi tai repressoi geenejä. Sillä on sekä ulkoisia (toksikantit ja ravinnon mukana saatavat) että sisäsyntyisiä ligandeja. Se on säilynyt evoluution kuluessa lähes kaikissa lajeissa, ja viime vuosina sen on tutkimuksissa havaittu vaikuttavan yksilön kehittymiseen. Tämä kirjallisuuskatsaus kokoaa tunnettuja vaikutuksia yksilönkehitykseen. Tutkimusta AH-reseptoriin liittyen on tehty lähinnä eläimillä. Suurin osa tutkimuksista on tehty hiirillä, mutta tutkimusta löytyy myös esimerkiksi seeprakaloista ja rotista. Iso osa katsauksen tutkimuksista on tehty AHR-poistogeenisillä hiirillä, mutta tutkimusta on tehty paljon myös AH-reseptoria aktivoivilla ympäristömyrkyillä, kuten dioksiinilla. Eniten AH-reseptori näyttäisi vaikuttavan solusykliin, kuten solujen proliferaatioon, erilaistumiseen ja solukuolemaan. AHR vaikuttaa sekä suoraan soluihin että reitteihin. Koska sekä reseptorin puute että yliaktiivisuus aiheuttavat yksilönkehitykseen ongelmia, on reseptorin oikea toiminta elimistössä välttämätöntä. AHR vaikuttaa sekä urosten että naaraiden hedelmällisyyteen. Sen on havaittu vaikuttavan seksuaalikäytökseen, sukupuolihormoneiden määrään elimistössä, sukusolujen kehitykseen ja hedelmöittymiseen sekä hedelmöityskykyyn. Maksa- ja munuaisvaikutuksia on tutkittu lähinnä poistogeenisillä eläimillä. Ongelmat ovat poistogeenisten eläinten maksan pienempi koko ja maksan ja munaisten verisuonituksen häiriöt. Veressä maksan ja munuaisten toimintaa kuvaavat veriarvot ovat poistogeenisillä eläimillä korkeammat. AH-reseptorin puute vaikuttaa myös sydän- ja verenkiertoelimistöön. AHR-poistogeenisillä hiirillä on suurempi sydän, paksumpi vasen kammio, sydämen toiminta on heikentynyt ja rasituksensietokyky huonompi kuin villityypin hiirillä. Verenkiertoelimistö ei kehity normaalisti vaan sikiöaikaisia rakenteita jää elimistöön. Myös verenpaineen säätely on heikentynyt. AH-reseptori vaikuttaa sekä veren soluihin että immuunisoluihin. AH-reseptorin puute tai sen yliaktiivisuus näyttää vaikuttavan eri solulinjoihin eri tavalla suosien tiettyjen solulinjojen proliferaatiota ja erilaistumista ja supressoiden tiettyjä solulinjoja. Hermostossa AH-reseptori tutkimusten mukaan vaikuttaa näköön, hermosoluja ympäröivien myeliinituppien kehitykseen ja suoraan kehittyviin keskushermoston osiin, erityisesti hippokampukseen ja pikkuaivoihin. Kovakudoksissa sekä AH-reseptorin yliaktiivisuus että puute aiheuttaa vakavia ongelmia kehitykseen. Liian aktiivinen AH- reseptori aiheuttaa erimerkiksi kitalakihalkion, hampaiden kehityksen hidastumisen tai pysähtymisen ja luuston epänormaalin mineralisoitumisen, kun taas reseptorin puute vaikuttaa ainakin seeprakalojen kallon kehittymiseen. Luustovaikutuksissa on sukupuolieroja niin, että naarailla AH-reseptorin epänormaalin toiminnan vaikutukset ovat suuremmat. AH-reseptorin vaikutuksissa riittää vielä paljon tutkittavaa, koska osa tutkimuksista on ristiriidassa keskenään, tarkkoja vaikutusmekanismeja ei vielä tunneta ja lajien välillä reseptorin vaikutuksessa on eroja. Tulevaisuudessa reseptorin tutkimus on tärkeää, koska tutkimusten avulla voidaan löytää muun muassa hoitokeinoja ihmisten perinnöllisiin sairauksiin.

Prolyl oligopeptidase (POP, prolyl endopeptidase, EC 3.4.21.26) is a serine-type peptidase (family S9 of clan SC) hydrolyzing peptides shorter than 30 amino acids. POP has been found in various mammalian and bacterial sources and it is widely distributed throughout different organisms. In human and rat, POP enzyme activity has been detected in most tissues, with the highest activity found mostly in the brain. POP has gained scientific interest as being involved in the hydrolyzis of many bioactive peptides connected with learning and memory functions, and also with neurodegenerative disorders. In drug or lesion induced amnesia models and in aged rodents, POP inhibitors have been able to revert memory loss. POP may have a fuction in IP3 signaling and it may be a possible target of mood stabilizing substances. POP may also have a role in protein trafficking, sorting and secretion. The role of POP during ontogeny has not yet been resolved. POP enzyme activity and expression have shown fluctuation during development. Specially high enzyme activities have been measured in the brain during early development. Reduced neuronal proliferation and differentation in presence of POP inhibitor have been reported. Nuclear POP has been observed in proliferating peripheral tissues and in cell cultures at the early stage of development. Also, POP coding mRNA is abundantly expressed during brain ontogeny and the highest levels of expression are associated with proliferative germinal matrices. This observation indicates a special role for POP in the regulation of neurogenesis during development. For the experimental part, the study was undertaken to investigate the expression and distribution of POP protein and enzymatic activity of POP in developing rat brain (from embryonic day 14 to post natal day 7) using immunohistochemistry, POP enzyme activity measurements and western blot-analysis. The aim was also to find in vivo confirmation of the nuclear colocalization of POP during early brain ontogeny. For immunohistochemistry, cryosections from the brains of the fetuses/rats were made and stained using specific antibody for POP and fluorescent markers for POP and nuclei. The enzyme activity assay was based on the fluorescence of 7- amino-4-methylcoumarin (AMC) generated from the fluorogenic substrate succinyl-glycyl-prolyl-7-amino-4-methylcoumarin (Suc-Gly-Pro-AMC) by POP. The amounts of POP protein and the specifity of POP antibody in rat embryos was confirmed by western blot analysis. We observed that enzymatic activity of POP is highest at embryonic day 18 while the protein amounts reach their peak at birth. POP was widely present throughout the developmental stages from embryonic day 14 to parturition day, although the POP-immunoreactivity varied abundantly. At embryonic days 14 and 18 notably amounts of POP was distributed at proliferative germinal zones. Furthermore, POP was located in the nucleus early in the development but is transferred to cytosol before birth. At P0 and P7 the POP-immunoreactivity was also widely observed, but the amount of POP was notably reduced at P7. POP was present in cytosol and in intercellular space, but no nuclear POP was observed. These findings support the idea of POP being involved in specific brain functions, such as neuronal proliferation and differentation. Our results in vivo confirm the previous cell culture results supporting the role of POP in neurogenesis. Moreover, an inconsistency of POP protein amounts and enzymatic activity late in the development suggests a strong regulation of POP activity and a possible non-hydrolytic role at that stage.