Background and Objectives: Embryologically, mesodermal development is closely related to the development of various organs such as muscles, blood vessels, and hearts, which are the main organs that make up the body. However, treatment for mesoderm developmental disorders caused by congenital or acquired factors has so far relied on surgery and drug treatment for symptom relief, and more fundamentally, treatment for mesoderm developmental disorders is needed. Methods and Results: In our study, microRNA (miRNA), which plays an important role in the mesoderm development process, was identified and the developmental function was evaluated. miRNAs consist of small nucleotides, which act as transcription factors that bind to the 3' untranslated region and suppressed target gene expression. We constructed the human embryonic stem cell (hESC) knockout cell line and analyzed the function and characteristics of miR-5739, which plays an important role in mesoderm lineage. miR-5739 acts as a transcription factor targeting SMA, Brachyury T, Hand1, which controls muscle proliferation and differentiation, and KDR gene, which regulates vessel formation in vitro. In vivo results suggest a role in regulating muscle proliferation and differentiation. Gene ontology analysis confirmed that the miR-5739 is closely related to genes that regulate muscle and vessel proliferation and differentiation. Importantly, abnormal expression of miR-5739 was detected in somatic cells derived from patients with congenital muscle disease. Conclusions: Our study demonstrate that miR-5739 gene function significantly affects transcriptional circuits that regulate muscle and vascular differentiation during embryonic development.
single-minded (sim) is a master regulatory gene that directs differentiation in the central nervous system during Drosophila embryogenesis. Recent identification of the mesectoderm enhancer (MSE) of sim has led to the hypothesis that two Snail (Sna)-binding sites in the MSE may repress sim expression in the presumptive mesoderm. We provide evidence here that three Sna-binding sites proximal to the sim promoter, but not those of the MSE, are responsible for the mesodermal repression of sim in vivo. Using transgenic embryos injected with lacZ transgenes, we showed that sim repression in the mesoderm requires the three promoter-proximal Sna-binding sites. These results suggest that Sna represses the mesectodermal expression of sim by directly repressing the nearby promoter, and not by quenching adjacent transcriptional activators in the MSE. These data also showed how the MSE, lacking the three proximal Sna-binding sites, reproduced the endogenous pattern of sim expression in transgenic embryos.
It is well known that PR/SET family members participate in transcriptional regulation via chromatin remodeling. PRDM10 might play an essential role in gene expression, but no such evidence has been observed so far. To assess PRDM10 expression at various stages of mouse development, we performed immunohistochemistry using available PRDM10 antibody. Embryos were obtained from three distinct developmental stages. At E8.5, PRDM10 expression was concentrated in the mesodermal and neural crest populations. As embryogenesis proceeded further to E13.5, PRMD10 expression was mainly in mesoderm-derived tissues such as somites and neural crest-derived populations such as the facial skeleton. This expression pattern was consistently maintained to the fetal growth period E16.5 and adult mouse, suggesting that PRDM10 may function in tissue differentiation. Our study revealed that PRDM10 might be a transcriptional regulator for normal tissue differentiation during mouse embryonic development.
Umair, Zobia;Kumar, Vijay;Goutam, Ravi Shankar;Kumar, Shiv;Lee, Unjoo;Kim, Jaebong
Molecules and Cells
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v.44
no.10
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pp.723-735
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2021
Spemann organizer is a center of dorsal mesoderm and itself retains the mesoderm character, but it has a stimulatory role for neighboring ectoderm cells in becoming neuroectoderm in gastrula embryos. Goosecoid (Gsc) overexpression in ventral region promotes secondary axis formation including neural tissues, but the role of gsc in neural specification could be indirect. We examined the neural inhibitory and stimulatory roles of gsc in the same cell and neighboring cells contexts. In the animal cap explant system, Gsc overexpression inhibited expression of neural specific genes including foxd4l1.1, zic3, ncam, and neurod. Genome-wide chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) and promoter analysis of early neural genes of foxd4l1.1 and zic3 were performed to show that the neural inhibitory mode of gsc was direct. Site-directed mutagenesis and serially deleted construct studies of foxd4l1.1 promoter revealed that Gsc directly binds within the foxd4l1.1 promoter to repress its expression. Conjugation assay of animal cap explants was also performed to demonstrate an indirect neural stimulatory role for gsc. The genes for secretory molecules, Chordin and Noggin, were up-regulated in gsc injected cells with the neural fate only achieved in gsc uninjected neighboring cells. These experiments suggested that gsc regulates neuroectoderm formation negatively when expressed in the same cell and positively in neighboring cells via soluble factors. One is a direct suppressive circuit of neural genes in gsc expressing mesoderm cells and the other is an indirect stimulatory circuit for neurogenesis in neighboring ectoderm cells via secreted BMP antagonizers.
Kim, Jung-Mo;Son, On-Ju;Cho, Youn-Jeong;Lee, Jae-Ho;Chung, Hyung-Min
Reproductive and Developmental Biology
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v.35
no.1
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pp.9-15
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2011
The functional cardiovascular system is comprised of distinct mesoderm-derived lineages including endothelial cells, vascular smooth muscle cells and other mesenchymal cells. Recent studies in the human embryonic stem cell differentiation model have provided evidence indicating that these cell lineages are developed from the common progenitors such as hemangioblasts and cardiovascular progenitor cells. Also, the studies have suggested that these progenitors have a common primordial progenitor, which expresses KDR (human Flk-1, also known as VEGFR2, CD309). We demonstrate here that sustained activation of BMP4 (bone morphogenetic protein 4) in hESC line, CHA15 hESC results in $KDR^+$ mesoderm specific differentiation. To determine whether the $KDR^+$ population derived from hESCs enhances potential to differentiate along multipotential mesodermal lineages than undifferentiated hESCs, we analyzed the development of the mesodermal cell types in human embryonic stem cell differentiation cultures. In embryoid body (EB) differentiation culture conditions, we identified an increased expression of $KDR^+$ population from BMP4-stimulated hESC-derived EBs. After induction with additional growth factors, the $KDR^+$ population sorted from hESCs-derived EBs displays mesenchymal, endothelial and vascular smooth muscle potential in matrix-coated monolayer culture systems. The populations plated in monolayer cultures expressed increased levels of related markers and exhibit a stable/homologous phenotype in culture terms. In conclusion, we demonstrate that the $KDR^+$ population is stably isolated from CHA15 hESC-derived EBs using BMP4 and growth factors, and sorted $KDR^+$ population can be utilized to generate multipotential mesodermal progenitors in vitro, which can be further differentiated into cardiovascular specific cells.
Objectives: It was aimed to investigate the basic action mechanism of the autoimmune diseases and common features of all diseases. Autoimmune disease are classified organ specific and systemic. Methods: These diseases are seen systemic and disease start locations, origins seem differently. This makes learning and understanding difficult. Autoimmune diseases investigated for easier understanding. It was noticed that, autoimmune diseases' starting places are specific and same all of them. This remarkable point is very important for acupuncture also. So; whole literatüre was researched and important point was found. Results: Whole autoimmune diseases are attack to mesodermal layers and mesodermal origin organs of the body's. The common property of all these disease are same; Diseases start from the mesoderm and mesodermal layer even though their organ origins' belongs to different germ layer. From this point of view, we were able to classify autoimmune diseases simply and it was planned how can we effect body in this context with acupuncture. Conclusion: And, when immunity comes into question, induction of adaptive immunity is depend on antigen presentation to T cells and this situation take place in the lymph node (LN) and also in the skin.When we sank the acupuncture needle into skin, signals create and start mesodermal contacts, during this time mesenchymal origin' autoimmune cells are regulated with this signals.
Dermoids are rare disease which arise during embryogenesis. They are the most common variety of teratomas occurring in the head and neck region and most arsies in the nasopharynx or oropharynx. They are invariably benign and derived from only two germinal layers, ectoderm and mesoderm. They usually present as repiratory distress and swallowing difficulty at or soon after birth. Treatment consists of surgical resection. We recently experienced a case of a neonatal nasopharyngeal dermoid which led to severe airway obstruction and feeding difficulty and necessitated the endotracheal intubation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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