Έκφραση νευροπεπτιδίων και απόπτωση στο δέρμα κατά την εμβρυϊκή ζωή

Abstract

Caspase-14 is a seemingly non-apoptotic caspase involved in keratinocyte differentiation and cornification of the skin. Keratin-19 is an epithelial marker and a potential marker of epidermal stem cells that is expressed during human fetal skin development. PGP 9.5 is a 27-kDa protein, which is expressed in nerve cells. We examined the immunohistochemical expression of caspase-14 in relation to CK-19 in the human fetal skin during development and perinatally, to assess their role in human skin maturation. Also, we studied the expression of PGP 9.5 with regard to the evolution of the number and diameter of nerve fibers during the development of fetal skin. Skin samples were received at autopsy. In the fetal epidermis, caspase-14 was predominantly expressed in the more differentiated layers, gradually disappearing from the basal layer toward term. By contrast, keratin-19 expression gradually decreased with epidermal maturation through gestation (rho = -0.949; p=0.0001) and was a marker of the germinative layers. Keratin-19 was preserved in scarce basal cell nests at term and postnatally. Caspase-14 and keratin-19 were inversely expressed in the differentiating epidermal layers through gestation (p=0.0001). Concerning the appendages, in hair follicles and sebaceous glands, caspase-14 was located preferentially in the more differentiated layers of the inner root sheath, whereas keratin-19 was expressed in the outer sheath. Eccrine sweat glands showed a variable pattern of caspase-14 and keratin-19 expression. The expression of PGP 9.5 in nerve fibres of the fetal skin in correlation with the number and the diameter of the nerve fibres presents a tendency to increase with the gestation age, presenting statistical significance, specifically regarding the diameter of the nerve fibres (1st semester vs 2nd semester, p=0.014; vs 3rd semester (3rd semester + neonates), p=0.0001; vs adults, p=0.001). In conclusion, caspase-14 emerged as a marker of human skin differentiation during development, keratin-19 marked the germinative epithelial layers in the fetal epidermis and appendages and possibly the nests of epidermal stem cells, while PGP 9.5 may be a possible to be used as marker of nerve fibres during fetal skin development.

Η CASP-14 είναι μια φαινομενικά μη-αποπτωτική κασπάση που συμμετέχει στην διαφοροποίηση των κερατινοκυττάρων και στην κερατινοποίηση του δέρματος. Η CK-19 είναι ένας επιθηλιακός δείκτης και ένας πιθανός δείκτης των επιδερμικών βλαστικών κυττάρων, ο οποίος εκφράζεται κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης του δέρματος. Το PGP 9.5 είναι μια 27-kDa πρωτεΐνη η οποία εκφράζεται στα νευρικά κύτταρα. Εξετάσαμε την ανοσοϊστοχημική έκφραση της CASP-14 σε σχέση με την CK-19 στο δέρμα του εμβρύου κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής και περιγενετικής ηλικίας, προκειμένου να εκτιμηθεί ο ρόλος τους στην ωρίμανση του ανθρώπινου δέρματος. Επίσης, μελετήσαμε με την έκφραση του PGP 9.5 σε σχέση με την εξέλιξη του αριθμού και της διαμέτρου των νευρικών ινών κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του εμβρυικού δέρματος. Δείγματα από το δέρμα ελήφθησαν από νεκροτομηθέντα έμβρυα και νεογνά σύμφωνα με τους κανόνες βιοηθικής. Στην εμβρυϊκή επιδερμίδα, η CASP-14 κατά κύριο λόγο εκφράζεται σε πιο διαφοροποιημένες στιβάδες, ενώ σταδιακά εξαφανίζεται από τη βασική στιβάδα προς το τέλος της κύησης. Αντίθετα, η CK-19 μειώνεται σταδιακά όσο ωριμάζει η επιδερμίδα κατά τη διάρκεια της κύησης (rho = -0,949; p=0,0001) και φαίνεται να αποτελεί δείκτης των άωρων βλαστικών στιβάδων. Προς το τέλος της κύησης και μεταγεννητικά η CK-19 διατηρείται μόνο σε νησίδες της βασικής στιβάδας που πιθανόν παριστούν φωλεές βλαστικών κυττάρων. Η CASP-14 και η CK-19 παρουσιάζουν αντίστροφη έκφραση στις διαφοροποιούμενες στιβάδες της επιδερμίδας κατά τη διάρκεια της κύησης (p=0,0001). Όσον αφορά τα εξαρτήματα, στους τριχοφόρους θυλάκους και στους σμηγματογόνους αδένες, η CASP-14 εντοπίζεται κατά προτίμηση σε πιο διαφοροποιημένες στιβάδες του εσωτερικού ελύτρου της ρίζας, ενώ η CK-19 εκφράζεται στο εξωτερικό έλυτρο. Οι εκκρινείς ιδρωτοποιοί αδένες, καταδεικνύουν μια ποικιλία στον τρόπο έκφρασης της CASP-14 και της CK-19. Η έκφραση της PGP 9.5 στις νευρικές ίνες του εμβρυϊκού δέρματος σε συνάρτηση με τον αριθμό και τη διάμετρο των νευρικών ινών έχει την τάση να αυξάνεται με την ηλικία κύησης, παρουσιάζοντας στατιστική σημαντικότητα, ειδικά όσον αφορά τη διάμετρο των νευρικών ινών (1ου τριμήνου με το 2ο τρίμηνο, p=0.014; με το 3ο τρίμηνο (3ο τρίμηνο + νεογνά), p=0.0001; καθώς και σε σχέση με τους ενήλικες, p=0.001). Συμπερασματικά, η CASP-14 προέκυψε ως δείκτης διαφοροποίησης του ανθρώπινου δέρματος κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του, η CK-19 καταδεικνύει τις βλαστικές επιθηλιακές στιβάδες στην εμβρυϊκή επιδερμίδα και τα εξαρτήματα και ενδεχομένως, μπορεί να αποτελεί δείκτη των νησίδων των επιδερμικών βλαστοκυττάρων, ενώ το PGP 9.5 είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης διαφοροποίησης των νευρικών ινών του δέρματος κατά την ανάπτυξη του εμβρύου.