The role of Erf in mouse development
Authors: Περάκη Ιωάννα 
Published: September 2021

Ο Erf είναι ένας μεταγραφικός καταστολέας που εκφράζεται σε όλους τους κυτταρικούς τύπους και ρυθμίζεται από το ΜΑΡΚ μονοπάτι μέσω πυρηνο-κυτταροπλασματικής μετακίνησης. Στη μη φωσφορυλιωμένη μορφή του, ο Erf βρίσκεται στον πυρήνα και είναι ενεργός ως καταστολέας, ενώ η φωσφορυλίωση του από την Erk οδηγεί σε έξοδο στο κυτταρόπλασμα και απενεργοποίηση του. Στην ενεργή πυρηνική του μορφή, ο Erf καταστέλλει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και μπλοκάρει τα κύτταρα στη φάση G0 / G1. Επιπλέον, ο Εrf είναι ικανός να παρεμβαίνει στο ΤGF-β επαγώμενο ΕΜΤ μέσω καταστολής της σεμαφορίνης 7α . O Erf είναι επίσης ικανός να καταστέλλει την επαγόμενη από ets και ras ογκογονικότητα σε ινοβλάστες και κύτταρα σαρκώματος Ewing. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για το ρόλο του Erf στην ανάπτυξη. Η πλήρης απάλειψη του Erf σε ποντίκια οδηγεί σε θνησιμότητα την εμβρυϊκή ημέρα Ε10.5 λόγω ελαττωμάτων του πλακούντα και τα Εrf knockout έμβρυα αποτυγχάνουν να αναπτύξουν χοροαλλαντοϊκή σύντηξη. Για να παρακάμψουμε τα ελαττώματα του πλακούντα και να μελετήσουμε τον ρόλο του Erf στο έμβρυο, χρησιμοποιήσαμε ιστοειδικά ποντίκια στον επιβλάστη. Εδώ, αποδυκνύουμε ότι ο Erf απαιτείται και στα τρία κύματα αιματοποίησης του εμβρύου. Τα πρώτα αιματοποιητικά κύτταρα σχηματίζονται σε νησίδες αίματος στο λεκιθικό σάκο του εμβρύου την εμβρυϊκή ημέρα 7.5 (E7.5) και αποτελούν το πρωτόγονο κύμα αιμοποίησης (primitive wave). Αυτοί οι πρόδρομοι ερυθροβλάστες είναι τα κυρίαρχα κύτταρα στο αρχικώς κυκλοφορούν αίμα, τα οποία διαφοροποιούνται σε ερυθρά, μακροφάγα και μεγακαρυοκύτταρα. Λίγο μετά, την εμβρυϊκή ημέρα E8.25, παράγεται ένα δεύτερο κύμα αιμοποίησης στο λεκιθικό σάκο, που ονομάζεται οριστικό κύμα (definitive wave) και αποτελείται από τους ερυθρο- μυελοειδείς προγόνους (ΕΜΡ). Τα ΕΜΡs μεταναστεύουν στην κυκλοφορία του αίματος και τελικά αποικίζουν το εμβρυϊκό ήπαρ την εμβρυϊκή ημέρα Ε10.5. Ένα τρίτο κύμα αιματοποίησης που παράγεται την περιοχή της αορτής - γονάδας - μεσονεφρού (AGM) την E10.5, επίσης μεταναστεύει στην αρχή στο εμβρυϊκό ήπαρ και τέλος στο μυελό των οστών, όπου αποτελεί τα ενήλικα αιματοποιητικά βλαστοκύτταρα (HSC). Παρόλο που τα HSC μπορούν να βρεθούν στο λεκιθικό σάκο, το AGM φαίνεται να είναι η κύρια πηγή των ενήλικων HSCs. Τα ποντίκια που έχουν απαλείψει τον Erf στον επιβλάστη, εμφάνισαν σοβαρή αναιμία και πέθαναν στην εμβρυϊκή ημέρα (Ε) 14,5. Τα έμβρυα Erf - / - είχαν μειωμένα κύτταρα στην περιφέρεια από την E9.5 και μετά, τα οποία μειώθηκαν σημαντικά την Ε14.5. Η εξάλειψη του Erf είχε ως αποτέλεσμα μειωμένο αριθμό κυττάρων, τα οποία ήταν και τα πιο πρόδρομα κύτταρα του αίματος την E9.5-10.5 με βάση τεχνικών αιματοξυλίνης και ηωσίνης σε λεκιθικούς σάκους, μετρήσεις κυκλοφορούντων κυττάρων αίματος και real-time για τα επίπεδα μεταγραφής των αιμοσφαιρινών στο κυκλοφορούν αίμα. Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ένα ελάττωμα στο πρωτόγονο αιματοποιητικό κύμα (primitive wave). Επιπροσθέτως, μειωμένοι ερυθροειδείς-μυελοειδείς (EMP) πρόγονοι και αποικίες ερυθρών ανιχνεύθηκαν στο περιφερικό αίμα την Ε10.5 με τεχνικές κυτταρομετρίας ροής και δημιουργίας αποικιών προερχόμενων από το λεκιθικό σάκο. Η αιματοποίηση του ήπατος ήταν πρόβληματοκή με επίσης μειωμένους αριθμούς προδρόμων και πιο ώριμων κυττάρων και με ανεπαρκή διαφοροποίηση ερυθροβλαστών. Κυτταρομετρία ροής με ειδικούς δείκτες για διαφοροποίηση ερυθρών και η τεχνική σχηματισμού αποικιών επιβεβαίωσαν την αναποτελεσματική διαφοροποίηση των ερυθροβλαστών. Τέλος, ο Erf φαίνεται να είναι απαραίτητος για τη διατήρηση ή διαφοροποίηση των HSCs, όπως φαίνεται από την μειωμένη ικανότητα επαναπληθυσμού τους μετά από μεταμόσχευση σε ποντίκια (CRU). Επιπλέον, αποδεικνύουμε ότι τα μειωμένα επίπεδα του Erf προκαλούν κρανιοσυνοστέωση σε ανθρώπους και ποντίκια. Μεταλλάξεις του Erf βρέθηκαν σε ανθρώπους με κρανιοσυνοστέωση και η σπουδαιότητά τους μελετήθηκε με κλωνοποίηση μεταλλάξεων του Erf και προσδιορισμό τους με τη μέθοδο της λουσιφεράσης. Επιπλέον, ο Runx2, ένας πιθανός στόχος του Erf στην οστεογένεση, ο οποίος βρέθηκε από το Chip-seq, μελετήθηκε με συν-επιμόλυνση του Erf και Runx2 και τη μέθοδο λουσιφεράσης. Αποδεικνύουμε ότι η Erf επηρεάζει την αποτελεσματικότητα ολόκληρης της αιματοποίησης και της οστεογένεσης. Σε αυτό το πλαίσιο, ο Erf θα μπορούσε να αποτελέσει έναν ελκυστικό στόχο παρέμβασης.