The role of islet-1 in cell specification, differentiation, and maintenance of phenotypes in the vertebrate neural retina

Abstract

Muchas enfermedades que ciegan, tales como retinitis pigmentosa, degeneración macular y glaucoma implican la pérdida permanente de neuronas retinianas, especialmente fotorreceptores o la central de proyección de las células ganglionares de la retina. Las células madre han sido propuestas como una fuente potencial de células para trasplante neuronal, debido a su capacidad de expansión proliferativa y el potencial para generar diferentes tipos de células retinianas. La comprensión de la biología del desarrollo de las células de la retina que será la clave para el éxito de esa estrategia. En el desarrollo de la retina, una compleja serie de factores de transcripción secuencialmente activa los genes implicados en el desarrollo, a fin de definir el tipo de célula adulta. Entre estos, el factor de transcripción homeodomain LIM-Islote-1 (Isl1) se expresa mediante el desarrollo y la madurez, colinérgicos amacrine ganglionares, bipolar, horizontales y las células de la retina de la mayoría de los vertebrados que han sido estudiadas. Porque Isl1-ratones mutantes nulos mueren al día embrionario 9.5, antes de la aparición de retinogenesis, el papel de Isl1 en el desprendimiento de la neurogénesis se mantuvo en gran parte desconocido. Sin embargo, Isl1 knockout condicional ha sido generado para determinar el papel exacto de Isl1 en el desarrollo de la retina. Por lo tanto, la inactivación condicional de este factor de transcripción durante el ratón retinogenesis trastorna la función retiniana y también se traduce en importantes reducciones de origen bipolar, amacrine y células ganglionares, y un aumento sustancial de las células horizontales. Por lo tanto, Isl1 parece jugar un papel altamente conservada en la especificación, la diferenciación celular y el mantenimiento de los fenotipos de tipos celulares retinianos. Una comprensión de los factores tales como Isl1 que participan en vertebrados retinogenesis podría ser aprovechable para reprogramar células madre retinianas trasplantado.

Many blinding diseases, such as retinitis pigmentosa, age-related macular degeneration, and glaucoma involve the permanent loss of retinal neurons, especially photoreceptors or the centrally projecting retinal ganglion cells. Stem cells have been proposed as a potential source of cells for neuronal transplantation, due to their capacity for proliferative expansion and the potential to generate different retinal cell types. Understanding the developmental biology of retinal cells will be the key to the success of such a strategy. In the developing retina, a complex series of transcription factors sequentially activates genes involved in development, thus defining the adult cell type. Among these, the LIM-homeodomain transcription factor Islet-1 (Isl1) is expressed by developing and mature ganglion, cholinergic amacrine, ON-bipolar, and horizontal cells in the retina of most of the vertebrates that have been studied. Because Isl1-null mutant mice die at embryonic day 9.5, before the onset of retinogenesis, the role of Isl1 in retinal neurogenesis remained largely unknown. However, Isl1 conditional knockout has been generated to identify the exact role of Isl1 in retinal development. Thus, the conditional inactivation of this transcription factor during mouse retinogenesis disrupts retinal function and also results in marked reductions in mature bipolar, amacrine, and ganglion cells, and a substantial increase in horizontal cells. Therefore, Isl1 seems to play a highly conserved role in cell specification, differentiation, and maintenance of phenotypes of retinal cell types. An understanding of factors such as Isl1 that are involved in vertebrate retinogenesis might be exploitable to reprogram transplanted retinal stem cells.