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O Papel do Zmiz1 na Formação de Vasos Sanguíneos

Zmiz1 é essencial para o crescimento e a estabilidade dos vasos sanguíneos.

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A formação de vasos sanguíneos é fundamental para o crescimento e a saúde dos tecidos no nosso corpo. Dois processos principais estão envolvidos nessa formação: a vasculogênese, que é a criação inicial dos vasos sanguíneos, e a Angiogênese, que é o crescimento e ramificação dos vasos existentes. Ambos os processos são vitais para o funcionamento saudável dos tecidos e órgãos. Quando a formação de vasos sanguíneos dá errado, pode levar a doenças como derrame, câncer e distúrbios oculares.

O Básico sobre Vasos Sanguíneos

A criação e o crescimento dos vasos sanguíneos são complexos e envolvem vários tipos de células, particularmente as Células Endoteliais (CEs). Essas células revestem o interior dos vasos sanguíneos e desempenham um papel chave na sua formação. Para que novos vasos sanguíneos se formem, as CEs agem de maneiras específicas, como se movendo em direção a certos sinais no ambiente. CEs especiais conhecidas como "células ponta" lideram o caminho durante esse processo, ajudando a guiar o crescimento dos novos vasos.

Vários fatores no corpo controlam como essas CEs agem, incluindo certas proteínas chamadas Fatores de Transcrição (FTs). Esses FTs ajudam a ligar ou desligar genes específicos que determinam como as CEs crescem e se comportam em diferentes estágios. No entanto, muito do que influencia os FTs em CEs ainda não está claro.

O Papel do Zmiz1

Um jogador chave nesse processo é uma proteína chamada Zmiz1. Zmiz1 é um cofator de transcrição, o que significa que ajuda na atividade dos FTs, mas não se liga diretamente ao DNA. Ele interage com vários FTs como P53 e Notch. O Zmiz1 é encontrado em muitos tecidos e está envolvido em vários processos, incluindo função imunológica e formação de células sanguíneas.

Pesquisas mostraram que o Zmiz1 é crítico para a formação adequada de vasos sanguíneos. Quando o Zmiz1 está ausente em camundongos de laboratório, eles não se desenvolvem normalmente e costumam morrer cedo devido a problemas cardíacos e de vasos sanguíneos. Esses camundongos não conseguem desenvolver uma rede saudável de vasos sanguíneos, indicando que o Zmiz1 desempenha um papel crucial na formação inicial dos vasos.

Investigando o Papel do Zmiz1 no Crescimento dos Vasos Sanguíneos

Para entender melhor o papel do Zmiz1, os pesquisadores estudaram as retinas de camundongos. A retina é um modelo simples para estudar o crescimento de vasos sanguíneos porque tem uma estrutura clara onde novos vasos crescem. Eles descobriram que o Zmiz1 é essencial para o crescimento dos vasos sanguíneos na retina após o nascimento. Quando o Zmiz1 foi removido das CEs desses camundongos, os vasos sanguíneos não cresceram adequadamente, levando a um desenvolvimento anormal.

Desenvolvendo a Pesquisa

Os pesquisadores usaram dois tipos de camundongos geneticamente modificados para explorar a função do Zmiz1: um grupo teve o Zmiz1 deletado nas primeiras fases de desenvolvimento, e outro grupo teve a remoção depois. Eles descobriram que a remoção precoce do Zmiz1 levou a problemas graves na formação dos vasos sanguíneos, que foram fatais.

Nos camundongos pós-natais onde o Zmiz1 foi deletado, os vasos sanguíneos na retina apareciam desorganizados e escassos em comparação com camundongos normais. Isso mostrou que o Zmiz1 não é só importante durante o desenvolvimento inicial; ele também é crucial para o crescimento e remodelação dos vasos sanguíneos após o nascimento.

Zmiz1 e a Estabilidade dos Vasos Sanguíneos

Além do seu papel no crescimento, o Zmiz1 também contribui para a estabilidade dos vasos sanguíneos. Os pesquisadores examinaram se a perda do Zmiz1 afetava a saúde dos vasos sanguíneos existentes. Eles descobriram que quando o Zmiz1 estava ausente, havia mais sinais de regressão dos vasos-ou seja, os vasos sanguíneos estavam colapsando ou desaparecendo.

Curiosamente, quando os cientistas observaram se as CEs estavam crescendo ou morrendo, não encontraram mudanças significativas. Isso sugeriu que a ausência do Zmiz1 levava à instabilidade, em vez de falta de crescimento ou aumento da morte celular.

O Impacto do Zmiz1 na Angiogênese

Quando os cientistas olharam com mais atenção como o Zmiz1 afetava a angiogênese em brotação-o processo pelo qual novos vasos se ramificam dos existentes-eles encontraram várias diferenças chave. Nas retinas de camundongos sem Zmiz1, havia menos novos brotos crescendo em direção às bordas da retina. Isso indicou que o Zmiz1 é necessário para as CEs crescerem corretamente e formarem novas ramificações.

Para confirmar essas descobertas, os pesquisadores realizaram um experimento usando esferas revestidas com células endoteliais em um ambiente de laboratório. Eles descobriram que quando o Zmiz1 foi reduzido, as células brotaram muito menos, confirmando que o Zmiz1 é vital para a brotação.

A Conexão entre Zmiz1 e Outros Caminhos

Os pesquisadores também exploraram a conexão entre o Zmiz1 e outros caminhos conhecidos envolvidos no crescimento de vasos sanguíneos, particularmente as vias de sinalização VEGF-A e Notch. Essas vias são cruciais para determinar como as CEs se diferenciam em células ponta e células caule durante a brotação. O equilíbrio entre essas células é essencial para a formação adequada dos vasos.

Dados preliminares sugeriram que o Zmiz1 poderia estar envolvido na regulação dessas vias, e sua ausência poderia interromper o desenvolvimento normal dos vasos sanguíneos.

Zmiz1 em Modelos de Doença

O papel do Zmiz1 não se limita apenas à formação normal de vasos sanguíneos; ele também pode ser importante em condições patológicas. Os pesquisadores analisaram como o Zmiz1 funciona em um modelo que imita certas doenças oculares, que muitas vezes envolvem a formação anormal de vasos sanguíneos.

Nesse modelo, camundongos deficientes em Zmiz1 mostraram crescimento reduzido dos vasos sanguíneos em resposta a uma condição hipóxica, onde os níveis de oxigênio estão mais baixos que o normal. Isso indicou que o Zmiz1 é importante para a capacidade do corpo de responder à falta de oxigênio formando novos vasos sanguíneos, um processo conhecido como neovascularização.

Conclusão

Em conclusão, o Zmiz1 é crucial tanto para a formação normal de vasos sanguíneos durante o desenvolvimento quanto para seu crescimento na idade adulta. A perda de Zmiz1 leva a problemas significativos na estrutura e função dos vasos sanguíneos, contribuindo para várias questões de saúde.

Mais pesquisas são necessárias para entender completamente como o Zmiz1 interage com outras vias de sinalização e fatores que regulam o desenvolvimento e a função dos vasos sanguíneos. Compreender esses processos pode levar a novos tratamentos para doenças relacionadas à formação e função anormal dos vasos sanguíneos.

Fonte original

Título: Endothelial Zmiz1 modulates physiological and pathophysiological angiogenesis during retinal development

Resumo: Angiogenesis is a highly coordinated process involving the control of various endothelial cell behaviors. Mechanisms for transcription factor involvement in the regulation of endothelial cell dynamics and angiogenesis have become better understood, however much remains unknown, especially the role of non-DNA binding transcriptional cofactors. Here, we show that Zmiz1, a transcription cofactor, is enriched in the endothelium and critical for embryonic vascular development, postnatal retinal angiogenesis, and pathological angiogenesis in oxygen induced retinopathy (OIR). In mice, endothelial cell-specific deletion of Zmiz1 during embryogenesis led to lethality due to abnormal angiogenesis and vascular defects. Inducible endothelial cell-specific ablation of Zmiz1 postnatally resulted in impaired retinal vascular outgrowth, decreased vascular density, and increased vessel regression. In addition, angiogenic sprouting in the superficial and deep layers of the retina was markedly reduced. Correspondingly, vascular sprouting in fibrin bead assays was significantly reduced in the absence of Zmiz1, while further in vitro and in vivo evidence also suggested deficits in EC migration. In agreement with the defective sprouting angiogenesis phenotype, gene expression analysis of isolated retinal endothelial cells revealed downregulation of tip-cell enriched genes upon inactivation of Zmiz1. Lastly, our study suggested that endothelial Zmiz1 is critical for intraretinal revascularization following hypoxia exposure in the OIR model. Taken together, these findings begin to define the previously unspecified role of endothelial Zmiz1 in physiological and pathological angiogenesis.

Autores: Stryder Meadows, N. R. Patel, R. K C, M. Chiang

Última atualização: 2024-07-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.30.601426

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.30.601426.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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