Functional role of SOX2 in inner ear neurosensory development

Abstract

Neurony a senzorické buňky, které jsou hlavními funkčními buňkami vnitřního ucha, vznikají ze společné embryonální epiteliální neurosenzorické domény. K pochopení patofyziologie ztráty sluchu je klíčové identifikovat geny, které se podílí na specifikaci a diferenciaci senzorických buněk a neuronů ze společného prekurzoru. Některé z těchto faktorů jsou nezbytné nejen pro vnitřní ucho, ale také pro vývoj dalších smyslů, jako jsou zrakový a čichový systém. Cílem této práce bylo popsat důležitost jednoho z těchto faktorů, transkripčního faktoru SOX2, ve vývoji vnitřního ucha za použití myšího modelu s různými podmíněnými delecemi genu Sox2. Gen Sox2 byl deletován pomocí rekombinačního systému cre-loxP. V myší linii Isl1-cre, Sox2 CKO vznikalo pouze malé množství vláskových buněk v některých orgánech vnitřního ucha (utrikulus, sakulus a báze kochley), zatímco ve zbývajících orgánech se vláskové buňky nediferencovaly vůbec (kristy a apex kochley). Časně se diferencující neurony vestibulárního ganglia a neurony inervující bázi kochley krátce po vzniku apopticky zanikly v důsledku chybějících neurotrofických faktorů produkovaných senzorickými buňkami. Naopak pozdně vznikající neurony v apexu kochley se u tohoto mutanta vůbec netvořily. Delece Sox2 u Foxg1-cre, Sox2 CKO způsobila vznik velmi redukovaného...

The main functional cells of the inner ear are neurons and sensory cells that are formed from a common embryonic epithelial neurosensory domain. Discovering genes important for specification and differentiation of sensory cells and neurons in the inner ear is a crucial basis for understanding the pathophysiology of hearing loss. Some of these factors are necessary not only for the inner ear but also for the development of other neurosensory systems such as the visual and olfactory system. The aim of this work was to reveal functions of transcription factor SOX2 in inner ear development by using mouse models with different conditional deletions of Sox2 gene. Sox2 gene was deleted by cre-loxP recombination. In Isl1-cre, Sox2 CKO mutant, reduced number of hair cells differentiated only in some inner ear organs (utricle, saccule and cochlear base) and not in others (cristae and cochlear apex). Early forming inner ear neurons in the vestibular ganglion and neurons innervating the cochlear base developed in these mutants but died by apoptosis due to the lack of neurotrophic support from sensory cells. Late forming neurons in the cochlear apex never formed. In Foxg1-cre, Sox2 CKO mutant, only rudimental ear with no sensory cells was formed. The initial formation of vestibular ganglion with peripheral and...