Old hormones of the insulin family as new developmental signals

RESUMEN

La insulina fue identificada como una hormona anabólica pancreática,responsable de la homeostasis de la glucosa, y el Factor de Crecimiento similar ala Insulina tipo I (IGF-I) como el mediador de la acción de la Hormona deCrecimiento postnatalmente. Nuevas informaciones moleculares, farmacológicas yembriológicas han ampliado el concepto del papel fisiológico de estas hormonasy sus moléculas relacionadas, particularmente del precursor de la insulina, laproinsulina, en el desarrollo de vertebrados. Los estudios de nuestro laboratoriohan demostrado que la proinsulina está expresada y es funcional antes deque aparezca el páncreas. La expresión de proinsulina en los embriones de polloy ratón muestra regulación transcripcional y post-transcripcional muy fina, conla generación de transcritos específicos embrionarios que se traducen de formasdistintas. El producto de estos mRNAs se mantiene como proinsulina sinprocesar, que protege a las células de la apoptosis excesiva durante la neurulación.En contraste, el IGF-I está expresado más tarde que la proinsulina en el embriónde pollo y comienza en el sistema nervioso. En el embrión de ratón, la generaciónde células madre neurales en cultivo ha permitido estudiar el papel de estasmoléculas en la proliferación y diferenciación de precursores neurales. Laproinsulina y el IGF-I pueden cooperar con los mitógenos (EGF y FGF2) en elcontrol de la proliferación de células madre/precursores mientras que el IGF-I esun factor esencial para la diferenciación neural. Los ratones deficientes en IGF-Ipresentan alteración de la citoarquitectura del bulbo olfatorio con disminución delnúmero de neuronas mitrales y glía radial anormal. Este artículo da una visiónglobal del importante papel de las proteínas de la familia de la insulina en eldesarrollo

ABSTRACT

Insulin was first identified as an anabolic pancreatic hormone responsible forglucose homeostasis, and Insulin-like Growth Factor (IGF-I) as the mediator of theaction of Growth Hormone on postnatal growth. New molecular, pharmacologicaland embryological information has broadened the scope of the physiological rolesof these hormones and their related molecules, particularly the insulin precursorproinsulin, during vertebrate development. Studies in our laboratory havedemonstrated that proinsulin is expressed and functional before emergence of thepancreas. Proinsulin gene expression in the chick and mouse embryo shows finetranscriptional and postrancriptional regulation with generation of specificembryonic transcripts which are differentially translated. The protein productremains as unprocessed proinsulin that protects the cells from excessive apoptosisduring neurulation. In contrast, IGF-I is expressed later than proinsulin in thechick embryo and it starts in the nervous system. In the mouse embryo, generationof olfactory bulb stem cells in culture has allowed the study of these molecules’role in the proliferation and differentiation of neural precursors. Proinsulin andIGF-I can cooperate with mitogens (EGF and FGF2) in the control of stem/precursor cells proliferation and IGF-I is an essential factor for neuraldifferentiation. Mice deficient in IGF-I present a disruption of olfactory bulbcytoarchitecture, with decreased numbers of mitral cells and abnormal radial glia.This article gives thus an overview of the important role of insulin family proteinsin development