Нарушение сигнального пути Sonic hedgehog изменяет рост и формирование язычных вкусовых сосочков

Вкусовые почки передней части языка развиваются одновременно с эпителиально-мезенхимными структурами — вкусовыми сосочками. В развивающихся вкусовых сосочках экспрессируются Sonic hedgehog (Shh) и костный морфогенетический белок 4 (BMP4), однако роль этих сигнальных молекул в определении судьбы клеток-предшественников вкусовых почек и морфогенезе сосочков неясна. Мы показали, что на ранних этапах развития языка BMP4 не экспрессируется, но в сосочковых плакодах экспрессируется совместно с Shh. Плакоды служат сигнальным центром, регулирующим развитие как вкусовых почек, так и сосочков. Чтобы выяснить роль Shh, мы использовали модель развития грибовидных сосочков мыши in vitro и оценили действие двух функциональных ингибиторов сигнального пути Shh: антитела 5E1 к Shh и циклопамина. В эксплантатах языка мыши на 11,5-е сутки эмбрионального развития (E11.5), культивируемых in vitro, экспрессия Shh и BMP4(LacZ) была сходна с таковой у интактных эмбрионов: через 2 дня культивирования сигналы локализовались в развивающихся сосочковых плакодах. В эксплантатах, культивируемых с антителом 5E1, сохранялся сосочковый характер экспрессии этих генов, однако формировалось больше сосочков; они были крупнее и располагались ближе друг к другу, чем в контрольных образцах. При культивировании с циклопамином области экспрессии Shh и BMP4(LacZ) расширялись в зависимости от дозы препарата. Эксплантаты языка, обработанные как антителом, так и циклопамином, были меньше контрольных. В совокупности результаты показывают, что Shh не участвует в первоначальном определении судьбы сосочковых плакод, но выполняет две ключевые функции в развитии сосочков: действует как морфоген, направляя клетки к несосочковой судьбе, и как митоген, стимулируя рост эпителия между плакодами и подлежащей мезенхимы.