Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia PERAN GEN NCX (NEURAL CREST HOMEOBOX) TERHADAP TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS Ahmad Aulia Jusuf Bagian Histologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 Agenda Pendahuluan Gen Ncx dan ekspresinya pada jaringan tubuh pada embrio dan dewasa Kelainan pada tikus dengan gen Ncx yang diinaktifkan (Ncx KO mice) Gen Ncx dan terjadinya megacolon Gen Ncx dan terjadinya kelemahan sfingter vesikouretralis Mekanisme yang mendasari kelainan pada tikus dengan gen Ncx yang diinaktifkan (Ncx KO mice) Hubungan antara gen NCX dan Apoptosis Simpulan Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Pendahuluan Gen Homeobox (Gehring, 1994) Mengandung sekuens DNA yang sangat di konservasi (Highly conserved) 180 basepairs Mengkode protein dengan 60 asam amino yang sangat dikonservasi (highly conserved) Homeodomain Faktor transkripsi (transcriptional factor) Berikatan dengan sekuens DNA spesifik pada daerah promotor gen target Regulasi perkembangan jaringan tubuh Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Pendahuluan Gen Homeobox (Gehring, 1994) 2 Kelompok keluarga gen (kecocokan dengan sekuens homeobox dan lokasi pada kromosom) (Burglin, 1994) Clustered Homeobox gene (de Robertis, 1994) 4 kelompok : Hox A, B, C, D Tersusun dalam 4 chromosom segmentasi dan penentuan aksis antero-posterior pada embryo Uncluster homeobox gene Tidak dalam kelompokan regulasi pertumbuhan (growth control), organogenesis atau penentuan fenotif sel Gen Pit-1 : protein reseptor GHRF (Lin C., 1992) Gen Insulin Promoter factor -1 (IPF-1) : protein untuk perkembangan pankres pada tikus (Johnson,J., 1994) Gen Hox11 ( Dube et al. 1991; Hatano et al. 1991; Kennedy et al 1991; Lu et al. 1991) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Pendahuluan Gen Hox11 (Dube et al. 1991; Hatano et al. 1991; Kennedy et al 1991; Lu et al. 1991) terletak pada kromosom 10q24 3 exon dan 2 intron Mengkode protein homeodomain mengandung 345 asam amino Ekspresi selama masa embrio Limpa branchial arch ganglia kranial inti saraf motorik (motoric ganglia nucleus) Tikus dengan gen Hox11 inaktif (Hox11 deficient mice) (Robert et al 1994 dan Dear et al. 1995) kegagalan pembentukan organ limpa pembentukan organ tubuh lainnya normal Adanya gen-gen lain yang mirip (related gene) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Pendahuluan Beberapa gen yang mempunyai persamaan dengan gen Hox11 (Hox11 related gene) (Dear et.al. 1993; Raju et.al. 1993; Wen et.al. 1994) Tlx-1 dan 2 NCX atau ENX (Hox 11L.1) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Gen NCX Dan Ekspresinya AAJ/Histologi FKUI Friday, November 16, 2018 Gen NCX Dan Ekspresinya Gen NCX (Neural Crest homeoboX) Karakteristik gen (Dear et.al. 1993; Raju et.al. 1993; Wen et.al. 1994) Gen Hox 11 L.1 atau gen ENX (enteric Neuron Homeobox) Anggota gen homeobox, Hox 11 3 exon dan 2 intron 5 kilobasepairs (Kbp) protein homeodomain mengandung 284 asam amino Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Gen NCX Dan Ekspresinya AAJ/Histologi FKUI Friday, November 16, 2018 Gen NCX Dan Ekspresinya Gen NCX (Neural Crest homeoboX) Ekspresi (Hatano et al, 1997) Embrio E9.5-E.13.5 pada DRG saraf kranial V, IX, XII ganglia simpatis dan parasimpatis ganglia kardiak (cardiac ganglia) ganglia enterik (enteric ganglia), ganglia sakral, medula kelenjar adrenal dinding belakang kandung kemih Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Gen NCX Dan Ekspresinya AAJ/Histologi FKUI Friday, November 16, 2018 Gen NCX Dan Ekspresinya Gen NCX (Neural Crest homeoboX) Ekspresi (Hatano et al, 1997) Dewasa Usus Kelenjar adrenal Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 PROSES PENGINGAKTIFAN GEN NCX (TARGETED DISRUPTION OF NCX/HOX11L.1) (Hatano et.al 1997) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) (Hatano et.al 1997; Shirasawa et.al. 1997; Aoki et.al 2007) Megacolon Pada Tikus NCX-KO Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Pulasan NADPH Diaphorase Pada Kolon Proksimal Wild type (A) NCX-KO (B) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Jumlah Sel Saraf dengan Pulasan NADPH Diaphorase positif pada NCX-KO (warna hitam) dan wildtype (warna putih) Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Jumlah Sel Saraf dengan Pulasan NADPH Diaphorase positif pada NCX-KO (warna hitam) dan wildtype (warna putih) pada newborn dan dewasa Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Pemeriksaan Radiologi Pengeluaran Barium Chlorida Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Pemeriksaan Radiologi Pengeluaran Barium Chlorida Pasca Pemberian L-NAME Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018 MEGACOLON PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Perbandingan Waktu Pintas Barium Enema Pada Saluran Cerna Sebelum dan Setelah Pemberian L-NAME Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA TERJADINYA MEGACOLON DAN KELEMAHAN SFINGTER VESICOURETRALIS PADA TIKUS

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) (Jusuf AA, 2001) Gangguan Pola Berkemih Pada Tikus NCX-KO P<0.0001 P<0.0001 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCXYANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Kandung kemih yang lebih kecil pada tikus NCX-KO Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Analisa Sistometrogram ___ ----- WT KO Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Ringkasan Hasil Analisa Sistometrogram p<0.001 p < 0.0001 p < 0.0001 p < 0.0001 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Berat kandung kemih p<0.001 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Tikus NCX-KO Pola Berkemih Frekuensi berkemih lebih sering Volume urin setiap berkemih lebih sedikit Sistometogram Bladder capacity lebih rendah Threshold pressure lebih rendah Micturation pressure lebih rendah Remaining pressure lebih rendah Kelemahan sfingter vesikouretra Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Analisa histologik Pulasan HE, NADPH diaphorase, Cuprolinic blue Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Analisa histologik Pulasan HE, NADPH diaphorase, Cuprolinic blue Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Jumlah total sel saraf yang positif dengan pulasan NADPH d. (Gb- A) dan cuprolinic blue (Gb-B) di ganglia vesikalis P<0.0001 P<0.0001 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Aktivitas ensim nitric oxide synthase 7 minggu P<0.005 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 DISFUNGSI SFINGTER VESIKOURETHRALIS PADA TIKUS DENGAN GEN NCX YANG DIINAKTIFKAN (NCX KNOCK OUT/DEFICIENT MICE) Efek N-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) terhadap sistometrogram Ncx-KO Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA REGULASI PROSES APOPTOSIS SEL SARAF YANG BERASAL DARI SEL-SEL KRISTA NEURALIS (Aoki T, 2007) Analisa Pulasan TUNEL Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA REGULASI PROSES APOPTOSIS SEL SARAF YANG BERASAL DARI SEL-SEL KRISTA NEURALIS Ekspresi Gen Keluarga Bcl2 dan Caspase Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 PERAN GEN NCX PADA REGULASI PROSES APOPTOSIS SEL SARAF YANG BERASAL DARI SEL-SEL KRISTA NEURALIS Immunohistokimia Caspase-3 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 SIMPULAN NCX adalah salah satu gen homeobox yang termasuk keluarga Hox11 dan diklasifikasikan sebagai uncluster homeobox gene Selama perkembangan pada masa embrio ekspresi gen NCX ditemukan pada jaringan yang berasal dari sel-sel krista neuralis seperti ganglia kranialis (N V, IX X), dorsal root ganglia, ganglia simpatis dan parasimpatis, ganglia enterikus ganglia sakralis, ganglia vesikalis, dan medula kelenjar adrenal. Pada tikus dewasa ekspresi gen NCX ditemukan dengan intensitas yang kuat pada colon dan kelenjar adrenal dan dalam intensitas rendah pada kandung kemih Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 SIMPULAN Tikus NCX-KO menunjukkan adanya megacolon dan kandung kemih yang berukuran lebih kecil serta kelemahan otot sfingter vesikouretra. Fungsi abnormal ditemukan pada colon dan kandung kemih tikus NCX-KO yang ditandai oleh waktu pintas (pasase) barium chlorida yang memanjang dan nilai-nilai bladder capacity, threshold pressure dan remaining pressure yang lebih rendah pada sistometrogram Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 SIMPULAN Jumlah sel-sel saraf dengan pulasan NADPH Diaphorase positif pada ganglia enterikus dan vesikalis pada newborn pada tikus NCX-KO serupa dengan wildtype. Akan tetapi jumlah sel-sel saraf ini selama masa perkembangan selajutnya menurun pada wildtype tetapi relatif konstan pada NCX-KO Kematian sel-sel saraf banyak ditemukan pada wildtype tetapi sangat jarang pada NCX-KO Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 SIMPULAN Ekspresi gen Caspse-3, salah satu gen yang terlibat dalam proses apoptosis tidak terdeteksi pada ganglia enterikus tikus NCX-KO dengan menggunakan RT-PCR. Akan tetapi pemeriksaan immunohistokimia masih dapat mendeteksi adanya protein Caspase-3 meskipun dalam jumlah yang sedikit. Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 TERIMA KASIH MATUR NUWUN SAMPAI JUMPA Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007

Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007 Friday, November 16, 2018Friday, November 16, 2018 Peran Gen NCX/AAJ/Histologi-FKUI/2007