Untersuchungen zur Rolle von Connexin31 bei der murinen Plazentaentwicklung

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DissVanFuerden.pdf09.10.2009 18:01:364,11 MB
Die Plazenta ist das erste Organ, das während der Embryonalentwicklung der Säugetiere gebildet wird. Sie gewährleistet die Versorgung des Embryos mit Nährstoffen und Sauerstoff bei gleichzeitiger Entsorgung der Stoffwechselendprodukte. Außerdem synthetisiert sie eine Reihe von Hormonen, die für die Erhaltung der Schwangerschaft essentiell sind. In den letzten Jahren konnten eine Reihe von Faktoren identifiziert werden, die eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und der Funktion der Plazenta spielen. So konnte u.a. gezeigt werden, dass die anfänglich niedrige Sauerstoffkonzentration, die der sich entwickelnde Embryo vor der Implantation im Uterus der Mutter ausgesetzt ist, die Differenzierung der frühen Trophoblastzellinie beeinflusst. Mit Hilfe von etablierten Trophoblast-Stammzellen wurde in der vorliegenden Arbeit nun der Einfluss einer hypoxischen Umgebung auf das Differenzierungsverhalten von TS-Zellen näher untersucht. Die TS-Zellen, die aus 3.5 dpc alten Blastozysten von Mäusen generiert wurden, sind ein geeignetes Modell zur zell- und molekularbiologischer Analyse der Plazentation. Es konnte gezeigt werden, dass die TS-Zellen, die unter Hypoxie kultiviert worden sind, ihre proliferative Aktivität und ihr Stammzellpotential vorzeitig verloren haben und verstärkt in die Differenzierung eingetreten sind. Dabei wurde die Differenzierung in Richtung der Spongiotrophoblastzelllinie und der Trophoblast-Riesenzellen stark gefördert, während der Differenzierungsweg in Richtung des labyrinthären Trophoblasten tendenziell reprimiert war. Zellreaktionen, die durch Hypoxie ausgelöst werden, werden zumeist durch die HIF-α Proteine induziert. HIF-α Proteine, welche unter normoxischen Bedingungen abgebaut werden, werden unter Hypoxie stabilisiert und dimerisieren mit dem ARNT-Komplex, was zur Induktion spezieller Zielgene führt. In WT TS-Zellen zeigte das HIF-1α Protein ebenfalls eine durch Hypoxie (3% O2) bedingte Stabilisierung. Versuche mit dem Prolylhydroxylaseninhibitor DMOG, der zu einer Stabilisierung der HIF-α Proteine unter normoxischen Bedingungen führt, ergaben ein vergleichbares Differenzierungsprofil der TS-Zellen. Auch die direkte Kommunikation über Gap Junction Kanäle spielt bei der Plazentaentwicklung /-funktion eine wichtige Rolle. Dabei ist Cx31 das spezifische Connexin für den diploiden, proliferierenden Trophoblasten der frühen plazentaren Anlage. Der Verlust des Cx31 Proteins führt zu einer transienten plazentaren Dysmorphogenese der Plazenta, die mit einem 60%-igen Absterben der Embryonen verbunden ist. Anhand von Cx31 defizienten TS-Zellen konnte gezeigt werden, dass das Cx31 für die Erhaltung des Stammzellpotentials verantwortlich ist, da die Cx31 defizienten TS-Zellen eine um 2 Tage beschleunigte Differenzierung in Richtung der Trophoblast-Riesenzellen aufweisen. Es stellte sich nun die Frage, ob Cx31 in die durch Hypoxie induzierten Differenzierungsreaktionen der TS-Zellen involviert ist bzw. ob der Verlust des Cx31 unter hypoxischen Bedingungen zu synergistischen Effekten führt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die frühen Differenzierungsschritte der TS-Zelllinien und die Differenzierung in Richtung des labyrinthären Trophoblasten nicht durch den Verlust des Cx31 beeinflusst werden, während jedoch die unter Hypoxie bedingte Förderung des Spongiotrophoblasten nicht mehr beobachtet werden konnte. Auch das Expressionslevel des TGC-Markers Pl-1 in den hypoxisch kultivierten Cx31 defizienten TS-Zellen war nun vergleichbar mit den Expressionslevel in den normoxisch kultivierten Cx31 defizienten TS-Zellen. Dieses lässt vermuten, dass der Verlust des Cx31 Kanals unter Hypoxie zu einer Direktdifferenzierung der Stammzellen in die Trophoblast-Riesenzellen führt. Interessanterweise wurde in den Cx31 defizienten TS-Zellen eine Reduktion des Transkriptionsfaktors AP-2γ, für den schon durch vorausgegangenen Studien ein zellbiologischer Zusammenhang mit Cx31 vermutet worden ist, beobachtet werden. Diese Daten lassen vermuten, dass Cx31 und AP-2γ in einer Signalkaskade involviert sind, die für die Proliferation und die Differenzierung der Trophoblastzellinie von Bedeutung ist.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie » 570 Biowissenschaften; Biologie
Stichwörter:
Plazenta, Connexin31, Trophoblast-Stammzellen, Hypoxie
Beitragende:
Prof. Dr. Winterhager, Elke [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Groot, Herbert de [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
02.09.2009
Dokument erstellt am:
22.09.2009
Promotionsantrag am:
07.04.2009
Dateien geändert am:
15.02.2013
Medientyp:
Text