8 embryonisk oprindelse af skjoldbruskkirtel C-celler: et uløst problem
de parafollikulære celler i skjoldbruskkirtlen har neuroendokrine træk, der deles af neuroendokrine celler i andre organer, for eksempel lungerne, tarmen, prostata og binyrerne. I henhold til vores nuværende forståelse stammer skjoldbruskkirtlen C-celler fra NC svarende til adrenerge chromaffinceller i binyremedulla. Denne opfattelse er primært baseret på opdagelser i 1970 ‘ erne af Le Douarin og kolleger, der ved hjælp af vagtel–chick-kimærer var i stand til at spore spredningen af NCC til flere organer og væv (for en historisk oversigt, Se Dupin, Creuset, & Le Douarin (2006), der også omfatter CT-producerende celler fra ultimobranchiale kirtler (Le Douarin & Le Lievre, 1970; Polak et al., 1974). Det faktum, at MTC, en ondartet C-celleafledt skjoldbruskkirteltumor, er forårsaget af kimlinjemutationer i RET proto-oncogen (c-ret), der fortrinsvis udtrykkes i NCC (Pachnis, Mankoo, & Costantini, 1993), og at MTC sameksisterer med feokromocytom hos patienter med multipel endokrin neoplasi type 2 (Molin & eng, 2011) er i overensstemmelse med denne antagelse. Imidlertid antyder omstændighedsbevis baseret på en række observationer, at pattedyrs skjoldbruskkirtel C-celler muligvis har en anden formodentlig endoderm oprindelse, der argumenterer mod det fremherskende koncept om MTC at være en neuroektodermal tumor.
den ultimobranchiale Oprindelse af parafollikulære celler, oprindeligt foreslået fra lysmikroskopiske observationer i hundeskjoldbruskkirtlen (Godvin, 1937), blev først eksperimentelt dokumenteret i 1967 ved den specifikke optagelse af fluorescerende Amin i embryonale ultimobranchiale celler og i de successive faser til de endelige skjoldbruskkirtel C-celler (Pearse & Carvalheira, 1967). Det blev efterfølgende vist ved hjælp af den samme mærkningsteknik, at celler, der var til stede i den fjerde pharyngeal pose, hvorfra UB udvikler sig, udviste lignende aminforløberoptagelse og dekarboksylation (APUD) egenskaber (Pearse & Polak, 1971A). Baseret på fund om, at sådanne APUD-celler også blev stødt på i mesenchymet placeret mellem neuralrøret og epidermis og strækker sig ind i svælgbuerne, blev det postuleret, at posens endoderm blev invaderet af NCC på et tidligt tidspunkt, det vil sige før UB knopper af og migrerer, og at disse celler var de ægte C-celleforløbere. Som vist i et ledsagende papir af de samme forfattere var aminoptagelse imidlertid ikke begrænset til forth-posen, men mere bredt fordelt i foregut endoderm inklusive hele svælget, hvilket antyder, at enteroendokrine celler generelt er NC-afledte (Pearse & Polak, 1971b). Senere har adskillige slægtssporingsundersøgelser diskvalificeret en NC-Oprindelse af tarm endokrine celler og bevist, at endoderm stamceller kan differentiere til både eksokrine og endokrine fænotyper (Maj & Kaestner, 2010). Selvom skjoldbruskkirtlen C-celler hører til APUD-serien af neuroendokrine celler, er brugen af denne funktion som en markør for embryonal Oprindelse tilsyneladende ikke holdbar.
Lineage-sporing, der anvender Vnt1cre til stabilt at spore embryonisk NCC og deres afkom ved rekombination med et Rosa26-reportergen, er kendt for trofast at mærke hele pharyngeal arch mesenchyme i musembryoner (Jiang et al., 2000). Da Vnt1 udtrykkes forbigående i den neurale plade, det dorsale neurale rør og migrerende NCC på alle aksiale niveauer, men ingen andre steder i embryoet (Echelard, Vassileva, & McMahon, 1994), er det sandsynligt, at alle NC-afledte celler er markeret med denne teknik, som det fremgår af den forventede fordeling yderligere i kraniofacial mesenchyme, hjerteudstrømningskanal, perifert nervesystem, binyremedulla og melanocytter af huden (Jiang et al., 2000). Interessant nok, selvom UB alle er omgivet af ectomesenchyme af NC-oprindelse, blev der ikke fundet nogen celler, der udtrykker reportergenet, at infiltrere UB på noget tidspunkt, og desuden blev thyroid C-celler umærkede (Kameda, Nishimaki, Chisaka, Iseki, & Sucov, 2007). Dette fund modsiger således tidligere forestillinger om, at NCC invaderer svælgposen og antyder, at mus C-celler enten ikke er NC-afledte eller tilhører en underpopulation, der ikke deler de typiske stammeegenskaber ved NC.
Thyroid C-celler udtrykker Nkh2 – 1 (Katoh et al., 2000; Mansouri et al., 1998; Susuki, Kobayashi, Katoh, Kohn ,& Kasaoi, 1998) og Nks2-1 regulerer Ct-genekspression (Susuki, Lavaroni, et al., 1998; Susuki, Katagiri, Ueda, & Tanaka, 2007). Dette bemærkelsesværdige slægtskab med skjoldbruskkirtelfollikulære celler gælder også for stamfaderstadiet. Således udtrykkes Nkh2-1 i UB, og der findes ingen C-celler i UB-rest I nkh2-1 knockout-mus (Kimura et al., 1996). At UB faktisk har C-celleforfædre, fremgår af differentieringen af CT-producerende C-celler i Paks8-null-mus, hvor median thyroid primordium allerede er regresseret (Mansouri et al., 1998). Faktisk er de fleste celler i den resterende UB coekspress Nkh2-1 og CT i denne mutant (Mansouri et al., 1998). Interessant nok synes Nks2-1 ikke at spille en rolle i dannelsen og spiringen af UB, men er nødvendig for dens fusion med skjoldbruskkirtlen og langvarig overlevelse af også C-celleforløbere, der bor der (Kusakabe, Hoshi, & Kimura, 2006). NK2-1+/− embryoner viser også en fusionsdefekt, hvor de dårligt integrerede UB danner cystiske strukturer, hvor Nks2-1/calcitonin-positive celler er rigelige (Kusakabe, Hoshi, & Kimura, 2006). Sammen indikerer dette, at udbredelsen af C-cellelinien er stærkt afhængig af transkriptionsaktiviteten af Nkh2-1 formodentlig i UB-epitelet.
Retention af C–celler i UB-Rest er også observeret i embryoner med thyroid-UB-fusionsdefekter forårsaget af deletion af gener, der ikke specifikt udtrykkes i skjoldbruskkirtlen primordia, for eksempel Hoksa3 (Manley& Capecchi, 1998), Eya1 (Hsu et al., 2002), og Hes1 (Carre et al., 2011; Kameda et al., 2013). Der påvises ingen C-celler i skjoldbruskkirtlen hos musemutanter, hvor UB mangler relateret til manglende dannelse af de nedre svælgbuer og poser, for eksempel som observeret efter sletning af Tbks1 (Fagman et al., 2007). Alle disse undersøgelser understøtter den ultimobranchiale Oprindelse af skjoldbruskkirtlen C-celler.
Der er endnu ingen rapporter om C-celler i skjoldbruskkirtlen hos mus, der mangler UB, hvilket indikerer, at skjoldbruskkirtelforfædre fra midtlinjeanlage ikke kan afvige mod C-cellelinien. To papirer antyder imidlertid, at den menneskelige skjoldbruskkirtel kan have denne plasticitet.& Albores-Saavedra, 1993), hvor ikke kun thymus og parathyroid ikke udvikler sig, men også UB antages at mangle på grund af defekt udvikling af alle posterior pharyngeal buer og poser (Liao et al., 2004). For nylig blev ektopiske lingual thyroids placeret langt væk fra oprindelsen af UB fundet at indeholde C-celler (Abu-Khudir et al., 2010; Vandernoot, Sartelet, Abu-Khudir, Chanoine, & Deladoey, 2012). Selv om dette er en spændende mulighed, kan det ikke udelukkes, at UB endnu udviklet normalt og fusioneret med skjoldbruskkirtlen i disse situationer. For eksempel er DiGeorge-patienter haplointilstrækkelige af TBH1, mens der for at reproducere lignende misdannelser hos mus kræves homosygositet af det slettede gen (Liao et al., 2004). Det er således muligt, at DiGeorge-fænotypen er mildere hos mennesker end mus. Imidlertid er den omvendte plasticitet, hvor UB vedtager træk, der er typiske for det follikulære primordium, tydelig, for eksempel udtrykkes Paks8 ektopisk i UB i Eya1−/− embryoner, hvilket kan forklare tilstedeværelsen af kolloid i UB-rest (Hsu et al., 2002). At UB kan bidrage til både C-celler og follikulære celler i den humane skjoldbruskkirtel er tidligere blevet fremhævet (Vilhams, Toyn, & Harach, 1989), skønt det skal bemærkes, at follikler genereret af UB-epitelet er ultrastrukturelt adskilte og sandsynligvis funktionelt forskellige fra follikler afledt af midtlinjeanlage i det mindste hos gnavere (Neve &, 1971; Ullman & Hilfer, 1978; Ullman & Neve, 1971).
Thyroid C-celler deler mange træk ved enteroendokrine celler, da de både er neuronale og epitheliale, sidstnævnte fremgår af ekspressionen af E-cadherin (Kameda, Nishimaki, Chisaka, Iseki,& Sucov, 2007). I lighed med neuroner kræver neuroendokrine celler den transkriptionelle aktivitet af Mash1 for at differentiere i neuronal retning (Maj & Kaestner, 2010). Ved udvikling af skjoldbruskkirtlen udtrykkes Mash1 fra E11.5 videre i et stigende antal UB-celler, hvorimod tegn på neuronal differentiering falder sammen med begyndelsen af CT-ekspression, når cellerne allerede har infiltreret skjoldbruskkirtlen (Kameda, Nishimaki, Miura, Jiang, & Guillemot, 2007). Interessant nok udvikler UB i Mash1-null mutantmus tilsyneladende normalt indtil fusionstidspunktet med midtlinjen skjoldbruskkirtlen, hvorved UB regresserer fuldstændigt af apoptose, og C-celler mangler i den modne skjoldbruskkirtel (Kameda, Nishimaki, Miura, Jiang, & Guillemot, 2007). Dette indikerer, at Mash1 ikke kun er nødvendigt for C-celler at erhverve en neuronal fænotype, men fungerer også som en overlevelsesfaktor for både C-celleforløbere og UB-epitelet.
RET udtrykkes ikke kun i NC, der invaderer pharyngeal buerne, men også i den bageste pharyngeal endoderm (Pachnis et al., 1993). I en musemodel af MEN2A inducerer mutant RET både MTC og papillær skjoldbruskkirtelkræft (PTC), der vides at opstå fra follikulære epitelceller i skjoldbruskkirtlen (Reynolds et al., 2001). RET-mutation kan også give anledning til PTC hos MTC-patienter (Melillo et al., 2004). Selvom disse observationer kan være tilfældige, antyder de et mere tæt forhold mellem C-celler og endoderm/endoderm-afledt follikulær afstamning, end man kunne forvente, hvis C-celleforløbere udelukkende var af NC-Oprindelse.
sammenfattende forbliver den embryonale Oprindelse af skjoldbruskkirtlen C-celler, uanset om det er NC eller endoderm eller måske begge dele en kontrovers. Problemet kan kun løses ved slægtssporing af foregut endoderm-forfædre for at udelukke eller verificere, at musens C-celleforløbere og epitelcellerne i UB er identiske.