Samenvatting

Samenvatting
Samenvatting
Samenvatting
Het primaire hartbuisje ontstaat uit cellen afkomstig uit het zogenaamde primary heart
field. Uiteindelijk zal uit dit buisje een functionerend hart moeten ontstaan, bestaande
uit een instroomdeel, twee boezems, twee kamers, een uitstroomdeel en een functioneel
geleidingssysteem. Een groot deel van het hart en het geleidingssysteem zal gedurende de
ontwikkeling worden aangebouwd. Dit gebeurt vanuit het zogenaamde second heart field. In
dit proefschrift concentreerden wij ons op de toevoeging van cellen uit het second heart field
(splanchnisch mesoderm) aan de veneuze pool van het embryonale muizenhart. Hiervoor
gebruikten wij het recent gevonden gen podoplanine. Wij bestudeerden de expressiepatronen
van podoplanine in relatie tot de aanbouw van het hart vanuit het second heart field. Verder
werd de ontwikkeling van de veneuze pool in podoplanine knockout muizenembryo’s
onderzocht en vergeleken met die van wild type muizenembryo’s.
Hoofdstuk 1 geeft een inleiding van de vroeg embryonale hartontwikkeling. De hartbuis wordt
gevormd uit de zogenaamde cardiogene platen die afkomstig zijn van het splanchnische
mesoderm van het laterale zijplaat mesoderm. De cardiogene platen vormen de primary (first)
heart field. De hartbuis (een deel van de atria, het atrioventriculair kanaal en de linker kamer)
heeft een arteriële pool en een veneuze pool. Door de toevoeging van cellen uit de specifieke
gebieden van het splanchnische mesoderm (second heart field) later in de ontwikkeling, groeit
de hartbuis verder uit tot een orgaan met twee boezems en twee kamers, gescheiden door
septa of tussenschotten. De arteriële pool ontwikkelt zich verder door toevoeging van cellen
uit het secondary- en anterior heart field, twee specifieke gebieden van het second heart field.
Het gebied van onze interesse, de veneuze pool, ontwikkelt zich uit de posterior heart field.
In Hoofdstuk 2 wordt de term posterior heart field geïntroduceerd voor het specifieke
gebied van het second heart field dat cellen aan de veneuze pool toevoegt. De toevoeging
van weefsel uit het posterior heart field aan de veneuze pool vindt plaats via de epitheelmesenchym transformatie van het coeloom epitheel. Wij hebben aangetoond dat de
toevoeging van cellen uit het posterior heart field in twee populaties kan worden verdeeld:
(1) een vroege mesenchymale toevoeging, inclusief pro-epicard orgaan en zijn derivaten en
(2) een myocardiale toevoeging die het myocardium van de sinus venosus omvat met onder
andere delen van het geleidingssysteem.
In Hoofdstuk 3 hebben wij aangetoond dat de mesenchymale cel populatie een rol speelt
bij de ontwikkeling van het pro-epicard orgaan, het epicardium en de epicardium-afgeleide
cellen (epicardium-derived cells, EPDC’s) die betrokken zijn bij de differentiatie van het
192
Samenvatting
myocardium, fibroblasten, kransslagaders, endocardkussens en het kamer geleidingssysteem,
in het bijzonder de Purkinje vezels. Abnormale ontwikkeling van het pro-epicard orgaan,
de verminderde vorming van de EPDC’s en de verstoorde epicard-myocard interactie,
geobserveerd in de podoplanine knockout muizenembryo’s, zijn het resultaat van de abnormale
mesenchymale bijdrage van het posterior heart field aan de veneuze pool die tot ernstige
aangeboren hartafwijkingen leiden. In de podoplanine mutanten vonden wij hypoplastisch
myocardium van de boezems en kamers met onderontwikkelde endocardkussens, hetgeen
resulteerde in defecten van de boezem- en kamertussenschotten. De gladde spiercel laag
(media laag) van de kransslagaders was ook hypoplastisch en dun.
Hoofdstuk 4 is gewijd aan de myocardiale bijdrage van het posterior heart field aan de veneuze
pool, die het myocardium van de sinus venosus omvat. Een deel daarvan is betrokken bij de
ontwikkeling van het geleidingssysteem van het hart. Het myocard van de sinus venosus omvat
de sinoatriale knoop (sinus knoop), de veneuze kleppen, het primaire boezemtussenschot en
de achterwand van de linker boezem evenals het myocard rondom de wand van de longvenen
en cardinaalvenen (volwassen: holle aders of venae cava). Voorts hebben wij de ontwikkeling
van een tweede, linkszijdig sinoatriale knoop bestudeerd die tijdens de ontwikkeling in bijna
10% van de gevallen aanwezig blijft. In de podoplanine mutanten was het myocardium van
de sinus venosus gebied in zijn geheel hypoplastisch: de sinoatriale knoop was klein, de
veneuze kleppen waren kort en het myocardium van het boezemtussenschot en de wanden
van de long- en cardinaalvenen waren dun. Vooral het myocardium rondom de twee laatst
genoemde venen lieten veel onderbrekingen zien.
In Hoofdstuk 5 hebben wij aangetoond dat in het gebied van de sinus venosus, afkomstig
uit het posterior heart field, niet alleen tot de vorming en differentiatie van het myocardium
bijdraagt maar dat het ook een rol speelt in de ontwikkeling van de gladde spiercellen in de
wand van de longvenen en de linkerboezem. De verstoorde bijdrage van het posterior heart
field in de podoplanine knockout muizenembryo’s leidt tot abnormale ontwikkeling van het
myocardium en van de gladde spiercellen in het sinus venosus gebied.
Hoofdstuk 6 geeft een uitgebreid overzicht van de ontwikkeling van het geleidingssysteem en
de rol van het posterior heart field daarin. Verschillende markers van het geleidingssysteem
worden besproken aan de hand waarvan het geleidingsysteem kan worden bestudeerd.
Ook wordt aandacht besteed aan de rol van podoplanine in de ontwikkeling van het
geleidingssysteem en de klinische consequenties wat betreft het mogelijke ontstaan van
ritmestoornissen in het sinus venosus gebied.
193
Samenvatting
Hoofdstuk 7 presenteert ondersteunende gegevens voor de resultaten van de bovenstaande
studies door het bestuderen van een nieuw gen met betekenis voor de hartontwikkeling. Wij
beschrijven de rol van de transcriptiefactor Specificity protein 3 (Sp3), een second heart field
gen dat betrokken is bij de ontwikkeling van de veneuze pool van het hart. Dit hoofdstuk geeft
extra inzicht in de rol van epicardium en epicardium-afgeleide cellen (EPDCs) in myocardium
differentiatie.
Wij besluiten in Hoofdstuk 8 met een uitgebreide samenvatting en een algemene discussie
over de rol van podoplanine en Sp3 in de ontwikkeling van de veneuze pool uit het posterior
heart field zoals vermeld in Hoofdstukken 2 tot en met 7 van dit proefschrift.
194