Repository logo
 
Publication

Notch and Wnt signaling interplay on regulation of early embryo development

2020-10-30Doctoral thesis Open access
Simple item page
dc.contributor.advisorSilva, Maria Elisabete Tomé Sousa
dc.contributor.advisorCosta, Luís Filipe Lopes da
dc.contributor.authorBatista, Mariana Raposo
dc.date.accessioned2021-02-03T17:38:10Z
dc.date.available2021-02-03T17:38:10Z
dc.date.issued2020-10-30
dc.descriptionTese de Doutoramento em Ciências Veterinárias, na especialidade de Ciências Biológicas e Biomédicaspt_PT
dc.description.abstractMammalian early embryo development requires action of a complex network of cell signaling pathways that coordinates cellular proliferation and differentiation events. Notch is a major regulator in embryonic and adult scenarios, also interplaying with other signaling pathways, such as Wnt. The objective of this work was to determine Notch signaling status in early embryo development and its influence on cellular differentiation and pluripotency maintenance, and on embryo competence to implant and develop to term. Additionally, the Notch/Wnt interplay was investigated in this scenario. Firstly, we analyzed individual embryo transcription of Notch components and their relation with transcription of pluripotency and differentiation gene markers (Sox2, Oct4, Klf4, Cdx2). Secondly, a pharmacological approach was used to induce Notch signaling (recombinant JAGGED1 and 2) and to inhibit Notch and/or Wnt signaling (DAPT and/or DKK1, respectively). Finally, embryos treated with DAPT and/or DKK1 were transferred to recipient females and implantation competency (at Day5 of gestation) and development to term (Day18) were evaluated. Results showed that transcription of Notch1-2, Jagged1-2 and Hes1 was highly prevalent and dynamic along stages of development. Transcription of Notch1, Notch2, Jagged2 and Hes1 correlated with each other and with that of Sox2, Oct4, Klf4 and Cdx2. In vitro embryo culture supplementation with JAGGED1 had no effect on embryo developmental kinetics, whereas supplementation with JAGGED2 abolished Jagged1 transcription, downregulated Cdx2 transcription and inhibited blastocyst hatching. Notch and Wnt had opposing effects on developmental kinetics, as Notch blockade retarded development and hatching, while Wnt blockade fastened it. We found evidences of Notch and Wnt interplay in early embryos as double blockade produced more severe phenotypes than expected by cumulative effects of single blockades. Notch and double blockade altered trophectoderm cell numbers and inner cell mass to trophectoderm ratio and all blockades altered transcription of Sox2, Oct4, Klf4 and Cdx2 throughout development. Implantation was unaffected by treatment, but Notch and double blockades affected the rate of Day18 developed fetuses. Notch blockade produced lighter and Wnt blockade heavier fetuses. Overall, results indicate that Notch is active in early embryo development where, together with Wnt, plays a significant role in controlling the pace of differentiation and proliferation of the blastocyst, ultimately affecting development to term.pt_PT
dc.description.abstractRESUMO - As vias de sinalização Notch e Wnt na regulação do desenvolvimento embrionário precoce - O desenvolvimento embrionário precoce em mamíferos requer a ação coordenada de eventos de proliferação e diferenciação celulares. A correcta coordenação destes eventos está dependente de uma complexa rede de vias de sinalização intercelular. Uma das vias de sinalização intercelular mais conservadas em metazoários é a via Notch. Esta é responsável pela organização da diferenciação celular e manutenção da pluripotência em vários tecidos, quer na embriogénese quer na vida adulta, e interage com outras vias de sinalização, tal como a via Wnt, para este fim. O objetivo deste trabalho foi a determinação da presença e atividade da via Notch no desenvolvimento embrionário precoce em embriões de murganho entre os 3.5 e os 4.5 dias post coitum (dpc). Adicionalmente procurou saber-se quais os elementos da via responsáveis pela transdução de sinal e se a sinalização Notch atua em conjunto com a via Wnt neste cenário. Finalmente procurou estabelecer-se a existência de relações entre os elementos da via Notch e marcadores de estados de pluripotência (Sox2, Oct4, Klf4) e diferenciação (Cdx2) embrionários, assim como a possível influência das vias Notch e Wnt na capacidade de implantação embrionária e no desenvolvimento fetal até termo. A transcrição dos componentes da via Notch (recetores Notch1-4; ligandos Delta-like1 e 4 e Jagged1-2; e efetores Hes1-2) e dos marcadores Sox2, Oct4, Klf4 e Cdx2 foi analisada em embriões individuais e inteiros recorrendo à técnica de PCR em tempo real. De seguida, foi usada uma abordagem farmacológica in vitro para induzir a via Notch com proteínas recombinantes JAGGED1 e JAGGED2, e para inibir as vias Notch e Wnt com DAPT (um inibidor da gama-secretase) e/ou DKK1 (um inibidor competitivo da via), respectivamente. Os embriões foram recolhidos in vivo aos 2.5 dpc e postos em cultura in vitro até aos 4.5 dpc com os respetivos tratamentos. Desta forma foram analisados a cinética de desenvolvimento embrionário dos 3.5 aos 4.5 dpc, a contagem diferencial de células da trofectoderme (TE) e do botão embrionário (ICM), e a transcrição de genes das vias Notch e Wnt e dos marcadores de pluripotência/diferenciação em embriões de 3.5 dpc. Finalmente, blastocistos e blastocistos expandidos tratados com DAPT e/ou DKK1 foram transferidos aos 4.0 dpc para fêmeas recetoras e analisaram-se as taxas de implantação aos 5 dias de gestação e a taxa de desenvolvimento fetal aos 18 dias de gestação, assim como os pesos dos fetos resultantes...pt_PT
dc.description.versionN/Apt_PT
dc.identifier.citationBatista MR. 2020. Notch and Wnt signaling interplay on regulation of early embryo development [dissertation]. Lisboa: FMV-Universidade de Lisboa.pt_PT
dc.identifier.tid101412045
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.5/20972
dc.language.isoengpt_PT
dc.publisherUniversidade de Lisboa, Faculdade de Medicina Veterináriapt_PT
dc.relationUID/CVT/276/2013pt_PT
dc.relationNotch-Wnt signaling cross-talk in the regulation of pre-implantation embryo development
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_PT
dc.subjectNotchpt_PT
dc.subjectWntpt_PT
dc.subjectembryogeneispt_PT
dc.subjectpluripotencypt_PT
dc.subjectdifferentiationpt_PT
dc.subjectNotchpt_PT
dc.subjectWntpt_PT
dc.subjectembriogénesept_PT
dc.subjectpluripotênciapt_PT
dc.subjectdiferenciaçãopt_PT
dc.titleNotch and Wnt signaling interplay on regulation of early embryo developmentpt_PT
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oaire.awardTitleNotch-Wnt signaling cross-talk in the regulation of pre-implantation embryo development
oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/3599-PPCDT/EXPL%2FCVT-REP%2F2289%2F2013/PT
oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/SFRH/SFRH%2FBD%2F90463%2F2012/PT
oaire.fundingStream3599-PPCDT
oaire.fundingStreamSFRH
project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typedoctoralThesispt_PT
relation.isProjectOfPublication049d00ba-b004-4f84-bce3-cd433251ea40
relation.isProjectOfPublication99101f47-3b5d-4de6-83d3-a54380b052ab
relation.isProjectOfPublication.latestForDiscovery049d00ba-b004-4f84-bce3-cd433251ea40

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Notch and Wnt signaling interplay on regulation of early embryo development.pdf
Size:
4.11 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download

Collections

BFMV - Teses de Doutoramento
DMF - Teses de Doutoramento
DMF - Teses de Mestrado