Trophoblast-Stammzellen als Modell zur Analyse der Conexin vermittelten Signalwege in der Plazentaentwicklung der Maus

Dateibereich 11767

4,38 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 30.01.2013

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
M_Kibschull_Dissertation_2003.pdf21.08.2003 14:57:174,38 MB

Dateibereich 11768

23 KB in einer Datei, zuletzt geändert am 09.04.2004

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
Abstract M. Kibschull.doc21.08.2003 14:57:5923 KB
Während der Plazentaentwicklung der Maus ist das Expressionsmuster der Connexine räumlich und zeitlich reguliert. Cx31 ist das spezifische Connexin für den diploiden, proliferierenden Trophoblasten der frühen plazentaren Anlage. Die drei funktionellen Schichten der Plazenta sind ebenfalls durch eine spezifische Connexin-Expression gekennzeichnet. Die zwei synzytialen Trophoblastschichten des Labyrinths sind durch Cx26 verbunden. Der Spongiotrophoblast exprimiert Cx31 und mit zunehmender Differenzierung auch Cx43, während Trophoblast-Riesenzellen durch die ausschließliche Expression von Cx43 charakterisiert sind. Die Cx31-Knockout Maus zeigt eine transiente, plazentare Dysmorphogenese, die das Absterben von 60% der Embryonen zwischen den Tagen 10,5 und 13,5 pc bedingt. Trophoblast-Stammzellen stellen das derzeit am besten geeignete Modell zur zell- und molekularbiologischen Analyse letaler, plazentarer Phänotypen dar. TS-Zelllinien können aus der frühen plazentare Anlage von Knockout Mäusen generiert werden und die veränderte Physiologie dieser Zelllinien lässt Rückschlüsse auf die Funktion des mutierten Gens in der Trophoblastdifferenzierung zu. Durch Kreuzung wurde in dieser Arbeit die Cx31/Cx43-Doppelknockout Maus generiert. Die Analyse ergab, dass im Zeitraum 11,5 bis 15,5 dpc vitale Cx31-/-/Cx43-/- Embryonen vorhanden waren. Die Plazenta dieser Embryonen entsprach histologisch einer Cx31-Knockout Plazenta am selben Tag. Der zusätzliche Verlust des Cx43-Gens hat somit keinen weiteren Effekt auf die Entwicklung der Cx31-/- Plazenta. Daher kann die Induktion von Cx43 im Spongiotrophoblasten der Cx31-Knockout Plazenta nicht für deren Regeneration und damit für das Überleben von 40% der Embryonen verantwortlich sein. Diesen Daten entsprechend zeigt die Cx43-Knockout Plazenta an den Tagen 13,5 bis 17,5 dpc keine morphologischen Unterschiede zur Wildtyp Kontrolle. Cx43 ist daher für die Entwicklung der Plazenta nicht essentiell. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Trophoblast-Stammzellen ein geeignetes Modell zur Analyse der Funktion von Connexinen in der Trophoblast-Differenzierung der Maus sind. TS-Zellen weisen das Connexin-Expressionsmuster des extraembryonalen Ektoderms/Chorionektoderms auf und sind durch die spezifische Bildung des Cx31-Kanals gekennzeichnet. Die Expression von Cx31.1 konnte als weitere Isoform an TS-Zellen sowie in der Plazenta nachgewiesen werden. Möglicherweise kann der Cx31.1-Kanal den Verlust des Cx31-Kanals in einer Knockout Plazenta partiell kompensieren. Während der Differenzierung entlang der Trophoblastzelllinie weisen TS-Zellen das koordinierte Connexin-Expressionsmuster der Plazenta auf. Die Bildung von Riesenzellen wird durch eine Repression der Cx31 und Cx31.1 sowie einer Induktion der Cx43-Expression markiert. Die Induktion der Cx26-Expression zeigt, dass TS-Zellen das Potential besitzen in Synzytiotrophoblast zu differenzieren. In Nachtmäuse injizierte TS-Zellen führen zur Bildung transienter, hämorrhagischer Tumore. Entsprechend der Modulation maternaler Uterus-Arterien durch den Trophoblasten, werden die Blutgefässe der Wirtshaut durch die TS-Zellen arrodiert, was zum Blutfluss in das umliegende Gewebe führt. TS-Zellen besitzen also den invasiven Charakter des Trophoblasten in vivo. Cx26-, Cx31- und Cx43-defiziente TS-Zelllinien konnten aus den Blastozysten der entsprechenden Knockout Mäuse generiert werden. Die Analyse des Differenzierungsverhaltens der Knockout TS-Zelllinien anhand ausgewählter Markergene ergab, dass spezifisch der Verlust der Cx31-Kanals zu einer um 2 Tage beschleunigten Differenzierung entlang der Trophoblastzelllinie führt. Diese Fehlregulation ist mit einem Verlust der proliferativen Aktivität der Cx31-/- TS-Zelllinien in der Differenzierung verbunden. Die an der Cx31-Knockout Plazenta gemachten morphologischen Befunde konnten an TS-Zellen auf molekularer und physiologischer Ebene bestätigt werden. Erste Untersuchungen der Cx26-Knockout TS-Zelllinien ergab, dass der Verlust dieses Connexins nicht zu einer Veränderung im Differenzierungsverhalten führt. Auch Cx43-defiziente TS-Zelllinien weisen das Proliferations- und Differenzierungsverhalten des Wildtyps auf. Die vergleichenden Gene-Array-Analysen Cx31-defizienter TS-Zelllinien bestätigten, dass Cx31-/- TS-Zelllinien eine endogene Bereitschaft zeigen, in die Differenzierung einzutreten. Die Repression des Glukosetransporters 3 in undifferenzierten Cx31-/- TS-Zellen impliziert, das TS-Zellen durch den Verlust von Cx31 nicht mehr das Potential des extraembryonalen Ektoderms/Chorionektoderms besitzen, sondern einen Schritte weiter in der Differenzierung stehen. Cx31 reguliert folglich die Erhaltung des Stammzellpotentials in der frühen plazentaren Anlage.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Biologie
Medizinische Fakultät » Universitätsklinikum Essen » Institut für Anatomie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Stichwörter:
Trophoblast-Stammzellen, Plazenta, Connexine, Connexin31, Gap Junction, TS-Tumor
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
06.08.2003
Dokument erstellt am:
06.08.2003
Dateien geändert am:
30.01.2013
Medientyp:
Text