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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA Y ESTUDIOS DE POSGRADO ASOCIACIÓN PARA EVITAR LA CEGUERA EN MÈXICO EXPRESIÓN DE NIVELES DE FIBULINA-2 Y FIBULINA-5 EN LÍQUIDO SUBRETINIANO EN DESPRENDIMIENTO DE RETINA REMATÓGENO. TESIS PARA OPTAR POR EL GRADO DE CIRUJANO OFTALMÓLOGO PRESENTA: DRA. NED MERARI DAVILA AVILA TUTOR DE TESIS DR. HUGO QUIROZ MERCADO CIUDAD DE MEXICO, AGOSTO DE 2019 �1 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. ÌNDICE 1. RESUMEN………………………………………………………………………………… 3 2. MARCO TEÒRICO……………………………………………………………………….. 4 3. ANTECEDENTES………………………………………………………………………… 6 3.1 Justificación……………………………………………………………………………….. 6 3.2 Planteamiento del problema …………………………………………………………… 6 3.3 Objetivos: General y específicos ………………………………………………………. 7 3.4 Hipótesis ……………………………………………………………………………..…… 7 3.5 Pregunta de investigación …………………………………………………………….… 7 4. METODOLOGIA …………………………………………………………………………. 8 5. RESULTADOS……………………………………………………………………………. 11 6. DISCUSIÒN……………………………………………………………………………… 14 7. CONCLUSIÒN………………………………………………………………………….. 15 8. REFERENCIAS…………………………………………………………………………. 15 �2 1. RESUMEN El desprendimiento de retina es la separación física de la retina del EPR y puede ocurrir en el envejecimiento, trauma, degeneración macular relacionada con la edad, después de una cirugía de cataratas, retinopatía diabética y retinopatía del prematuro. La fibulina-2 (Fbln2) y la fibulina-5 (Fbln5) son glicoproteínas de la matriz extracelular secretadas que se han asociado con el desarrollo y la remodelación de los tejidos, ya que se expresa en los sitios de transición epitelial-mesenquimatosa y media la adhesión de las células endoteliales y las células de los andamios a las fibras elásticas . En el desprendimiento de retina, hay una alteración de la adhesión celular entre retina y RPE. Este estudio compara los niveles de expresión de los genes FBLN2 y FBLN5 y las proteínas Fbln2 y Fbln5 en muestras de líquido subretiniano en desprendimiento de retina rematógeno primario humano versus humor acuoso de los ojos que tuvieron cirugía de catarata senil como grupo de control. El fluido subretiniano de diez pacientes con desprendimiento de retina regmatógeno se procesó para obtener la fracción soluble en proteínas y la fracción celular para la extracción de ARN. Se realizaron ensayos de Western blot y qRT-PCR para evaluar los niveles de expresión de fibulinas respectivamente. Se usaron diez muestras de humor acuoso de pacientes normales como control y se procesaron de manera similar. El presente estudio recibió la aprobación del Comité de Ética Local y todos los pacientes dieron su consentimiento escrito completo para participar. Este informe muestra que los niveles de ARNm de FBLN2 y FBLN5 en la fracción celular y los niveles de proteína en el fluido subretiniano en el desprendimiento de retina fueron significativamente mayores en comparación con las muestras de humor acuoso (P <0.05). Sin embargo, existe una regulación al alza de Fbln2 y una regulación a la baja de Fbln5 en la fracción celular del líquido subretiniano de pacientes en desprendimiento retiniano primario de la retina. Los resultados sugieren un desequilibrio de Fbln2 y Fbln5 en el desprendimiento de retina. Comprender el papel de ambas fibulinas en el desprendimiento de retina podría ayudarnos a desarrollar nuevos tratamientos para esta afección. �3 2. MARCO TEÓRICO El desprendimiento de retina regmatógeno (DRR) se define como la separación física entre la retina y el epitelio pigmentario de la retina (EPR). La incidencia se estima entre 0.6 y 1.8 casos por 100,000 habitantes (Nemet, 2017). Algunos factores descritos que contribuyen a la unión de la retina y el RPE son una bomba de Na +, K + ATPasa y proteínas de adhesión (vítreas o del fotorreceptor) (Marmor 1994, Yao 1990). Se ha descrito heterogeneidad genética en DRR, sin embargo, recientemente se ha intentado identificar genes y proteínas involucradas en DRR. Las fibulinas son miembros de una familia de proteínas de matriz extracelular, que son un componente importante de las fibras elásticas y las membranas basales (Timpl 2005, Kanan 2014, Sicot, 2008). Se sabe que las fibulinas contribuyen a la adhesión celular y la migración celular, así como a la interacción del receptor de la superficie celular funcionando como integrinas. (Yanagisawa, 2002). La fibulina-2 es prescindible para el desarrollo del ratón y la formación de fibra elástica. Se dividen en dos clases. Ambas clases se caracterizan por repeticiones de EGF que se unen al calcio y un módulo específico de fibulina C-terminal. La clase I incluye fibulinas 1, 2 y 6, que comparten la presencia de un dominio N-terminal adicional. Los miembros de clase II incluyen los miembros más cortos fibulinas 3, 4, 5 y 7 y se caracterizan por menos repeticiones de EGF que se unen al calcio (Yanagisawa, 2009, Kanan, 2014). La proteína de fibulina 2 contiene cuatro dominios principales; un dominio N-terminal; tres módulos de anafilatoxinas; 11 repeticiones de EGF que se unen al calcio; y un módulo de tipo C-terminal de fibulina. Su transcripción se ha identificado previamente en tejidos oculares de ratón (Farjo, 2008)). Sin embargo, se sabe poco sobre la función de esta proteína en el ojo y su participación en DRR. �4 De otra manera, Fibulin 5 es una glucoproteína que contiene seis motivos similares a EGF (cbEGF) que se unen al calcio que proporcionan estabilidad y facilitan la interacción de proteínas. La fibulina-5 también esta involucrada en la unión a un subconjunto de integrinas de la superficie celular. (Yanagisawa, 2009). Varias enfermedades se han asociado a cambios en las fallas de Fbln2 y Fbln5. Por ejemplo, Fbln2 está regulado negativamente en el cáncer (Kanan, 2014). La baja regulación de la fibulina 2 en estos cánceres se debe a la metilación de su promotor, la eliminación de genes o la baja regulación de los niveles de proteína (Dunwell, 2009, Hill, 2010). Aunque las mutaciones Fbln2 se estudiaron en los controles y Pacientes con DMRE, estas mutaciones no se asociaron significativamente con AMD (Stone, 2004). Por otro lado, en un modelo animal para DRR, se encontraron niveles elevados de fibulina 2 en el RPE después del desprendimiento de retina, lo que sugiere un papel directo de la fibulina. 2 en adhesión de la retina a la EPR (Kanan 2014). Para Fbln5, se han descrito varias mutaciones en Fbln5 que resultan en enfermedades humanas tales como; cutis laxa (Fbln 4 y 5). (Nakamura, 2002).) Recientemente, Fbln5 se ha relacionado con su participación en diferentes enfermedades oculares, como la degeneración macular relacionada con la edad (DMRE), donde se han informado variaciones en Fbln5 (Stone et al; 2004). En este caso, series de stone, et al; 2004, algunos casos con un fenotipo típico de drusas pequeñas y desprendimientos del epitelio pigmentario tuvieron esta variación, esta observación sugiere que estas proteínas podrían participar en la adhesión entre el epitelio pigmentario y la membrana de Bruch. No hay informes en la literatura actual centrados en evaluar los cambios en los niveles de expresión de fibulinas 2y 5 en el líquido subretiniano en pacientes con DRR. En este informe, mostramos cambios en los niveles de expresión de ambas fibulinas en pacientes con RDD cuando se compararon con el grupo control. Por lo tanto, concluimos que la regulación al alza de la fibulina 2 y la regulación a la baja de la fibulina 5 durante el desprendimiento de retina sugiere un papel de ambos en la fuerte �5 asociación entre el EPR y la retina que implica un desequilibrio de sus propiedades adhesivas. 3. ANTECEDENTES 3.1 Justificación Determinar niveles de Fibulina 2 y Fibulina 5 en líquido subretiniano y humor acuoso en pacientes con desprendimiento de retina regmatógeno comparado con humor acuoso de pacientes control. Realizando esta comparación se pretende realizar una línea de investigación en la cuál se puedan determinar marcadores de riesgo para desprendimiento de retina regmatógeno. En la literatura actual no se cuenta con niveles de fibulinas 2 y 5 normales para la población general, sin embargo, se sugiere que estas proteínas de anclaje celular podrían estar involucradas en la fisiopatología del desprendimiento de retina regmatógeno. 3.2 Planteamiento del problema Actualmente no se cuenta con un estudio que cuantifique los niveles de Fibulina 2 y Fibulina 5 en líquido subretiniano de pacientes con desprendimiento de retina regmatógeno comparado con pacientes control. Así mismo a partir de los resultados de este estudio se podrían comparar los valores de fibulinas en pacientes control vs pacientes con DRR para posteriormente desarrollar marcadores de riesgo. 3.3 Objetivos: Generales y específicos Objetivo General: • Determinar niveles de Fibulina 2 y Fibulina 5 en liquido subretiniano y humor acuoso de pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno comprado con humor acuoso de un grupo control. �6 Objetivos Específicos: • Determinar y comparar los niveles de Fibulina 2 y fibulina 5 en liquido subretiniano y humor acuoso de pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno comprado con humor acuoso de un grupo control. • Correlacionar valores de Fibulina 2 y Fibulina 5 con la edad del paciente. 3.4 Hipótesis Hipótesis General: • Los niveles de Fibulina 2 y Fibulina 5 son mayores por lo menos 10% en liquido subretiniano en pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno que en el humor acuoso del propio paciente y de los pacientes control Hipótesis específicas: • La expresividad de Fibulina 2 en liquido subretiniano es mayor 10% en pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno comprado con humor acuoso del propio paciente y de pacientes control • La expresividad de Fibulina 5 en liquido subretiniano es mayor por lo menos 10% en pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno comprado con humor acuoso del propio paciente y de pacientes control • Los valores de Fibulina 2 y Fibulina 5 disminuyen con la edad del paciente. 3.5 Pregunta de investigación ¿Cuál es el nivel de Fibulina 2 y Fibulina 5 en liquido subretiniano de pacientes con Desprendimiento de Retina Regmatógeno comprado con humor acuoso del propio paciente y humor acuoso de un grupo control? �7 4. METODOLOGIA Diseño del estudio Se realizó un estudio transversal comparativo. Seleccionamos casos con DRR primario tratados por drenaje transescleral en el servicio de retina de la Asociación para Evitar la Ceguera en México, entre enero y diciembre de 2018. En el grupo de control, incluimos candidatos a cirugía de cataratas. Todos los pacientes que se habían sometido previamente a cirugía DRR fueron excluidos del estudio. Se obtuvo la aprobación ética institucional local. El estudio se adhirió a la Declaración de Helsinki. Se obtuvo el consentimiento informado de todos los participantes para la intervención quirúrgica. Técnica quirúrgica y muestras de donantes humanos. La oftalmoscopia indirecta se realizó durante la cirugía para el examen de la retina con el fin de determinar la distancia y la localización del sitio de drenaje del líquido sub retinal en función del grado de elevación de la retina y la localización de cualquier desgarro y vascularización coroidea. El drenaje se realiza detrás del pandeo en relación con la elevación más alta de la retina. Utilizamos una aguja de calibre 30 para realizar una incisión escleral. Al final del proceso de drenaje, la incisión escleral se cerró con la sutura vicryl 6-0. Las muestras subretinianas se recogieron en microtubos estériles y se congelaron inmediatamente a -80 ° C hasta su posterior análisis, cuando las muestras se descongelaron justo antes de los ensayos. Anticuerpos l Los anticuerpos monoclonales para fibulinas se adquirieron de Santa Cruz Biotechnology (CA, EE. UU.). (Dilución 1: 100, Santa Cruz Biotechnology) y el anticuerpo secundario anti-ratón-HRP fue de Santa Cruz Biotechnology (catálogo no. A3854, dilución 1: 200). �8 Medida de fibulinas Para el análisis de inmunotransferencia y expresión, las muestras se centrifugaron durante 10 minutos a 10.000xg para separar y obtener fracciones solubles y celulares para Western blot (WB) y qRT-PCR para ambas fibulinas respectivamente. Las fracciones se congelaron a -80 ° C y se almacenaron hasta su uso. Inmunotransferencia Se prepararon extractos de proteínas de 7 RDD y 5 pacientes de control a partir de líquido subretiniano de muestras de RDD como se describió anteriormente. Se estimó la proteína, y 50 µg / ul se fraccionaron mediante SDS-PAGE y se transfirieron electroforéticamente a membranas de PVDF y se inmunotransfirieron para ambas fibulinas. Se realizó el mismo procedimiento para muestras de humor acuoso de pacientes normales que se usaron como control. Análisis de qRT-PCR Para evaluar los cambios en la expresión de ambas fibulinas en RDD se realizaron ensayos qRT-PCR. A partir de fracciones celulares, se realizaron extracciones de ARN previamente preparadas. 1.o La extracción de ARN se preparó utilizando el kit de aislamiento Directzol RNA MiniPrep (ZYMO Research, EE. UU.). Luego se eliminó el ADN contaminante mediante una solución de DNasa I. Se usó un microgramo de ARN total para la transcripción inversa en el ADN complementario (ADNc), utilizando el kit de mezcla maestra Brilliant II qRT-PCR (Agilent Technologies, CA, EE. UU.). También se preparó una reacción que no contenía transcriptasa inversa para cada muestra de ARN como control (-RT). Después de la síntesis de ADNc, todas las reacciones se trataron con RNasa H (Invitrogen) para degradar la plantilla de ARN. La PCR se realizó en los productos de reacción de síntesis de ADNc de primera cadena, usando el kit de dos pasos SuperScript III Platinum CellsDirect qRT-PCR (Invitrogen) en consecuencia al protocolo del fabricante del kit con cebadores específicos de genes sintetizados por el Instituto �9 Nacional de Biotecnología, UNAM, México. Los cebadores fueron los siguientes: FBLN5 FWD 5´CCTCGCGCTCTTGGA- 3´, FBLN 5´.REVCAGCGCCGAGAACCCAC-3 ´, FBLN2 FWD 5´- GCAGCTCTTCTCCTGCAAGT-3´ y FBLN2 REV 5´- CAGACCCACACTCTGT y el primer par específico de GCCCCACACTCTT ′ - GGAAGGTGAAGGTCGGAGTCA; 5′-CTTCCCGTTCTCAGCCTTGAC) como gen de referencia para el ARNm. Se prepararon reacciones de PCR duplicadas usando 5 µl de ADNc con q-PCR (Brilliant II SYBR® Green QRT-PCR Master Mix con ROX, 1-Paso) y 0.2 µM de cebador específico de gen en un volumen total de 20 µl. La reacción de RT-PCR se realizó en un RotorGen (Qiagen, sistema de PCR rápido en tiempo real; Warrington, Cheshire, Reino Unido) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las señales de fluorescencia producidas por la unión de SYBR Green a nuevos amplicones bicatenarios se recogieron después de cada ciclo de PCR. Se siguieron las condiciones de ciclo térmico predeterminadas del fabricante (40 ciclos de 1 s a 95 ° C y 20 s a 60 ° C). Los datos se analizaron mediante el análisis de softwareRotor gen (Applied Biosystems) y los datos de fluorescencia sin procesar se exportaron a la hoja de cálculo DART-PCR para calcular la expresión genética relativa normalizada a la media geométrica de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH). La especificidad de todos los cebadores se evaluó mediante electroforesis en gel de productos amplificados y examen de la curva de disociación. Los niveles de expresión relativos de FBLN2 y FBLN5 de fracciones celulares de control y muestras humanas RDD se evaluaron utilizando el software SigmaStat 3.5 (Systat Software, Inc., Chicago, IL). Los resultados se expresaron como n veces en relación con el control endógeno calculado utilizando el método ΔΔCT. Análisis estadístico Los datos cuantitativos se calcularon y expresaron en términos de medias y desviaciones estándar. Los datos cualitativos se calcularon y expresaron en términos de frecuencias. Utilizamos un software Image J ® para medir el área de Fibulina 2 y 5 en el análisis de transferencia Western. Para todas las demás pruebas, un nivel de p �10 <0.05 se consideró significativo. Para el análisis de expresión de qRT-PCR, se realizaron pruebas t de Student de dos colas para comparar la significación estadística de la expresión génica en DRR y muestras de control por separado y cuando se compararon con el gen de referencia (GAPDH). La prueba de Kolmogorov-Smirnov se usó para la prueba de normalidad. Los análisis estadísticos se realizaron con PRISM8 (Chicago Illinois). 5. RESULTADOS Se incluyeron un total de 10 pacientes (7 casos de DRD y 5 controles). Se realizaron ensayos de Western blot para Fbln2 y Fbln5 con el fin de evaluar los niveles de proteína en el fluido subretiniano de pacientes con RDD y controles. Las fracciones solubles (como se describió anteriormente) se sometieron a electroforesis en SDS- PAGE. El análisis de inmunotransferencia muestra que el Fbln2 de 131 kDa se sobreexpresa en el fluido subretiniano de DRR cuando se comparó con el grupo de control (Fig. 1A). Para Fbln5, hay una banda más fuerte en WB (60kDa) de los controles en comparación con las muestras DRR (Fig. 1B). Estos resultados sugieren que hay una sobreproducción de Fbln2 y una reducción de la producción de Fbln5 en DRR. Niveles de expresión de ARNm de fibulinas 2 y 5 en DRR Para abordar cuantitativamente posibles cambios en la expresión génica de fibulinas, se usó qRT-PCR. La RT-PCR del ARNm del ojo humano mostró una expresión diferencial de FBLN2 y FBLN5 en pacientes con DRR, así como en el grupo de control. En el grupo DRR (Fig. 2A), hay una mayor expresión de FBLN2. Cuando se compararon los niveles de expresión de ambas Fibulinas, el análisis mostró que existen diferencias significativas entre la expresión de FBLN2 vs FBLN5 (p = 0.0318) y FBLN2 vs GAPDH (p = 0.0127), para FBLN5 vs GAPDH no hubo diferencias significativas (p = 0.1404). �11 En el grupo de control (Fig. 2B) hay una mayor expresión de FBLN5, sin embargo, cuando se compararon FBLN2 y FBLN5 no hay una diferencia significativa (p = 0.1399). Cuando se compararon FBLN2 vs GAPDH y FBLN5 vs GAPDH hubo diferencias significativas (p = 0.0296 y p = 0.0281) respectivamente. Todos juntos, estos resultados sugieren un papel para FBLN2 en DRR. FIGURA 1 $ �12 FIGURA 2A $ FIGURA 2B $ Figura 2A. Niveles de expresión relativos de ARNm de fibulinas usando qRT-PCR de muestras de RDD, representado con una escala de cambio de pliegue calculada por 2- 2-CT. En las muestras RDD, hay una sobreexpresión de FBLN2 en comparación con el control GAPDH y FBLN5. En la Figura 2B, niveles de expresión relativa de ARNm de fibulinas usando qRT-PCR de muestras de control, representadas con una escala de cambio de pliegue calculada por 2- ∆∆CT. En las muestras de control, existe una expresión principal de FBLN5 en comparación con el control GAPDH y FBLN2. �13 6. DISCUSIÓN Aunque en este estudio encontramos fibulina 2 y fibulina 5 en el líquido subretiniano, en los casos hay una regulación excesiva de la fibulina 2 en comparación con el grupo control n. Con respecto a la fibulina 5, los niveles de proteína y la expresión de ARNm fue menor en los casos que en los controles. Se sabe que las fibulinas interactúan con los receptores de la superficie celular como integrinas (Yanagisawa, 2009). Algunos mecanismos regulan la expresión de fibulinas. Los esteroides regulan la expresión de fibulinas 1, 2 y 3. El estradiol aumenta la expresión de fibulina 1C en células tumorales de ovario y la expresión de fibulina 3 en células de cáncer de mama (Clinton et al., 1996; Hayashido et al., 1998, Hayashi et al. , 2003), la dexametasona mejora la expresión de fibulina 1C en las células de malla trabecular del ojo humano. Se ha demostrado que la progesterona estimula la expresión de fibulinas 1 y 2 en las células del estroma endometrial humano (Okada et al., 2003). Recientemente, las fibulinas están relacionadas con diferentes enfermedades oculares, por ejemplo, en la degeneración macular relacionada con la edad (DMRE), Stone, et al. es 2004 describió variaciones en aminoácidos en un estudio de casos y controles, encontrando mayores variaciones genéticas en fibulina 5 en casos de DMRE y un fenotipo típico con uniformes de drusas pequeñas. Gass y col. En 1997, observó este fenotipo y describió desprendimientos a largo plazo del epitelio pigmentario (stone 2004). Por otro lado, Kanan et al., En 2014, desarrollaron un modelo animal para DRR, encontraron un aumento en los niveles de fibrina 2 en el EPR después del desprendimiento de retina, como en nuestro estudio. Estos hallazgos sugieren un rol importante de fibulina 2 en el desprendimiento de retina. No hay estudios que informaron niveles de fibulina 2 y 5 en ojos normales, lo que dificulta la comparación de nuestros resultados. Sin embargo, los niveles de fibulina 2 y 5 podrían elevarse antes o después de la DRR. �14 Los niveles de proteína de Fbln2 aumentaron dramáticamente en el líquido subretiniano después del desprendimiento de retina, lo que sugiere un papel directo para la fibulina 2 en la reinserción de la retina al epitelio pigmentario de la retina y un efecto contradictorio de Fbln5. Por lo tanto, sugerimos que la regulación al alza de Fbln2 y la regulación a la baja de Fbln5 in vivo durante el desprendimiento de retina podrían ayudar a restaurar la asociación entre el RPE y la retina, inhibiendo la migración de las células EPR y mejorando la unión a la retina. Se ha demostrado que Fbln2 es capaz de reducir el crecimiento celular y la migración y que los niveles de Fbln2 aumentaron en RPE después del desprendimiento de retina (Kanan Y 2012, Kanan Y, 2014, Law, E, 2012), de acuerdo con nuestros resultados 7. CONCLUSIONES En este informe mostramos la presencia y la regulación al alza de Fbln 2 y Fbln5 en la fracción celular de líquido subretiniano de pacientes en desprendimiento retiniano primario de la retina y estos resultados sugieren un desequilibrio en la regulación de Fbln2 y Fbln5 presentes en el desprendimiento de retina 8. REFERENCIAS 1 1. Nemet A, Moshiri A, Yiu G, et al. A Review of Innovations in Rhegmatogenous Retinal Detachment Surgical Techniques. 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