Stage-specific effects of Pitx2 inactivation during skeletal myogenesis

Abstract

Durante el desarrollo embrionario, estructuras transitorias llamadas somitos dan lugar al dermomiotomo epitelial, origen de los precursores de la musculatura esquelética del tronco. Las células progenitoras musculares multipo- tentes (MPC) que expresan Pax3 surgen del dermomiotomo y adquieren su identidad definitiva a través de los factores reguladores miogénicos (MRF) Myf5, Mrf4 y MyoD. Además, las células madre musculares (células satélite) del cuerpo y las extremidades también surgen de somitos, en común con el músculo con el que están asociadas. Evidencias previas han revelado que el factor de transcripción Pitx2 podría ser un factor clave dentro de las vías moleculares que controlan el destino de los progenitores musculares derivados de somitos. Sin embargo, la posición jerárquica ocupada por Pitx2 dentro de la cascada genética que controla la miogénesis derivada de los somitos sigue sin resolverse. Para obtener información sobre este problema, hemos generado dos ratones mutantes condicionales para inactivar específicamente Pitx2 en progenitores musculares multipotentes Pax3+ (Pax3Cre+/Pitx2loxp/loxp) y en los progenitores comprometidos miogénicos (Myf5Cre+/Pitx2loxp / loxp). Nuestros análisis revelaron que la inactivación de Pitx2 en los precursores de Pax3+ conduce a una miogénesis deteriorada, mientras que la pérdida de Pitx2 en las células miogénicas Myf5+ tiene un impacto en el número de células madre satélite musculares que alcanzan su nicho en el músculo adulto con graves consecuencias en la regeneración muscular.

During embryonic development, transitory structures called somites give rise to an epithelial dermomyotome, the source of skeletal muscles precursors of the trunk. Multipotent muscle progenitor cells (MPCs) that express Pax3 arise from the dermomyotome and acquire their definitive identity via the myogenic regulatory factors (MRFs) Myf5, Mrf4, and MyoD. Moreover, the muscle stem cells (satellite cells) of the body and limbs also arise from somites, in common with the muscle that they are associated with. Previous evidences have revealed that the transcription factor Pitx2 might be a player within the molecular pathways controlling somite-derived muscle progenitors’ fate. However, the hierarchical position occupied by Pitx2 within the genetic cascade that control somite-derived myogenesis remain unsolved. To get insight into this issue, we have differentially generated two conditional Pitx2 mutant mice to specifically inactivate Pitx2 in multipotent Pax3+ muscle progenitors (Pax3Cre+/Pitx2loxp/loxp mice) and in myogenic committed progenitors (Myf5Cre+/Pitx2loxp/loxp mice). Our analyses revealed that Pitx2 inactivation in Pax3+ precursors lead to impaired myogenesis while the loss of Pitx2 in Myf5+ myogenic cells have an impact in the number of muscle satellite stem cells that reach their niche in the adult muscle with severe consequences in muscle regeneration.