GDNF family receptors in peripheral target innervation and hormone production

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) family ligands: GDNF, neurturin, persephin and artemin, signal through a receptor tyrosine kinase Ret by binding first to a co-receptor (GFRα1-4) that is attached to the plasma membrane. The GDNF family factors can support the survival of various peripheral and central neuronal populations and have important functions also outside the nervous system, especially in kidney development. Activating mutations in the RET gene cause tumours in neuroendocrine cells, whereas inactivating mutations in RET are found in patients with Hirschsprung s disease (HSCR) characterized by loss of ganglionic cells along the intestine. The aim of this study was to examine the in vivo functions of neurturin receptor GFRα2 and persephin receptor GFRα4 using knockout (KO) mice. Mice lacking GFRα2 grow poorly after weaning and have deficits in parasympathetic and enteric innervation. This study shows that impaired secretion of the salivary glands and exocrine pancreas contribute to growth retardation in GFRα2-KO mice. These mice have a reduced number of intrapancreatic neurons and decreased cholinergic innervation of the exocrine pancreas as well as reduced excitatory fibres in the myenteric plexus of the small intestine. This study also demonstrates that GFRα2-mediated Ret signalling is required for target innervation and maintenance of soma size of sympathetic cholinergic neurons and sensory nociceptive IB4-binding neurons. Furthermore, lack of GFRα2 in mice results in deficient perception of temperatures above and below thermoneutrality and in attenuated inflammatory pain response. GFRα4 is co-expressed with Ret predominantly in calcitonin-producing thyroid C-cells in the mouse. In this study GFRα4-deficient mice were generated. The mice show no gross developmental deficits and have a normal number of C-cells. However, young but not adult mice lacking GFRα4 have a lower production of calcitonin in thyroid tissue and consequently, an increased bone formation rate. Thus, GFRα4/Ret signalling may regulate calcitonin production. In conclusion, this study reveals that GFRα2/Ret signalling is crucial for the development and function of specific components of the peripheral nervous system and that GFRα4-mediated Ret signalling is required for controlling transmitter synthesis in thyroid C-cells.

Äidin raskausajan D-vitamiinitilanteen yhteys lapsen luustoon yhden vuoden iässä

Johdanto: Raskaudenaikaisen D-vitamiinin puutoksen on havaittu vaikuttavan negatiivisesti syntyvän lapsen luuston kasvuun. Myös lapsen riittävä D-vitamiinin saanti on merkittävä tekijä lapsen luuston hyvinvoinnissa. Suomalaisten odottavien äitien D-vitamiinin saanti on usein puutteellista, eikä D-vitamiinia muodostu iholla talvikuukausina Suomen pohjoisen sijainnin vuoksi. Suomalaisten raskaana olevien naisten heikko D-vitamiinitilanne saattaa vaikuttaa lasten luuston terveyteen. Tavoitteet: Työn tavoitteena oli tutkia ovatko raskauden aikainen D-vitamiinitilanne, lapsen D-vitamiinitilanne ja D-vitamiinin saanti vuoden iässä yhteydessä luuntiheyden ja -mineraalipitoisuuden muutoksiin lapsen ensimmäisen elinvuoden aikana. Aineisto ja menetelmät: Raskausaikana rekrytoiduista 126 äiti-lapsi-parista vuoden iässä seurantakäynnille saapui 89 (69 %). Lapsilta otettiin verinäyte ja siitä määritettiin D-vitamiinitilannetta kuvaava seerumin 25-hydroksi-D-vitamiinipitoisuus (25(OH)D) immunoentsymometrisellä menetelmällä. Lasten sääriluu tutkittiin pQCT-menetelmällä. Vastaavat tutkimukset oli suoritettu sekä lapsille että äideille synnytyksen jälkeen. Äitien seerumin 25(OH)D-pitoisuus alkuraskauden aikana määritettiin THL:n keräämistä verinäytteistä. Lapsilta kerättiin kolmen vuorokauden ruokapäiväkirja sekä kyselylomake, joiden avulla selvitettiin D-vitamiinin saanti ruokavaliosta, D-vitamiinilisän käyttö ja taustatekijöitä. Äideille suoritettiin lyhyt haastattelu koskien lapsen terveyttä ja kehitystä. Tilastollinen tarkastelu suoritettiin SPSS (versio 16.0) –ohjelmalla. Korrelaatioanalyysilla selvitettiin minkä tekijöiden kanssa 1-vuotiaan luuston laatua kuvaavat muuttujat ja niissä tapahtuneet muutokset korreloivat. Regressioanalyysilla tutkittiin selittääkö raskausajan D-vitamiinitilanne, lapsen D-vitamiinitilanteen muutos tai lapsen D-vitamiinin saanti yhden vuoden iässä luustomuuttujien muutoksia. Monimuuttujamallin avulla tarkasteltiin, onko raskaudenaikainen D-vitamiinitilanne lineaarisesti yhteydessä luumuuttujien arvoihin. Tulokset: Lasten D-vitamiinin saanti ylitti keskimäärin suositukset (KA 12,3 ?g/vrk), mutta 20 %:lla seerumin 25(OH)D-pitoisuus oli riittämätön (< 50 nmol/l). Seurantakäynnin aikaan yhä imetetyillä lapsilla Dvitamiinitilanne oli heikompi kuin ei-imetetyillä (p=0,044). Luun mineraalimäärä (BMC, engl. bone mineral content) oli kasvanut eniten niillä lapsilla, joiden äitien D-vitamiinitilanne oli ollut heikoin raskauden aikana ja vähiten niillä, joilla D-vitamiinitilanne raskausaikana oli ollut riittävä. Tulos ei kuitenkaan yltänyt merkitsevälle tasolle (p=0.069). Muissa luumuuttujissa viitteitä yhteyksistä ei löytynyt. Taustatietoja tarkastellessa havaittiin merkitsevä negatiivinen yhteys raskausajan D-vitamiinitilanteen ja lapsen sairastamien nuhakuumeiden lukumäärän välillä (p=0.044). Johtopäätökset: Lasten D-vitamiinin saanti oli suositusten mukaista, mutta siitä huolimatta osalla lapsista Dvitamiinitilanne ei ollut optimaalinen. Erot BMC:n muutoksessa ryhmien välillä viittaavat saavutuskasvuun eli heikomman D-vitamiinitilanteen vaikutus luustoon kompensoituu BMC:n osalta ensimmäisen elinvuoden aikana. Pitkäkestoisia lisätutkimuksia raskausajan D-vitamiinitilanteen ja lapsen luuston yhteyksistä suuremmilla tutkimusotoksilla tarvitaan.