Ratzka, Andreas:

Untersuchungen zur Funktion der 6-O-Endosulfatasen, Sulf1 und Sulf2, während der Skelettentwicklung am Mausmodell

Duisburg, Essen (2008), III, 143 S.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie » Entwicklungsbiologie
Vortkamp, Andrea (Doktorvater, Betreuerin)
Mundlos, Stefan (GutachterIn)
Dissertation
Abstract:
Im ersten Teil dieser Arbeit werden die Expressionsmuster der Sulfatase-Genfamilie während der Embryonalentwicklung der Maus (Mus musculus) beschrieben. Mittels in situ-Hybridisierung wurden mRNA-Transkripte für 9 der 14 murinen Sulfatasen in den Entwicklungsstadien E12,5 – E16,5 nachgewiesen. Für mehrere Sulfatasen wurden teilweise überlappende Expressionsmuster im Knorpel/Knochen, Augenanlage und Choroidplexus identifiziert. Erstmals konnte eine spezifische Expression für Arylsulfatase G (ArsG) im Choroidplexus, für ArsI in hypertrophen Chondrozyten und für ArsJ im Gelenksspalt aufgezeigt werden. Die dynamische Expression der Heparansulfat 6-O-Endosulfatasen Sulf1 und Sulf2 in den verschiedenen Skelettelementen wird eingehend beschrieben.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden zwei neue loss of function Genetrap-Allele (Sulf1gt und Sulf2gt) charakterisiert. Der Skelettphänotyp dieser Tiere wurde zusammen mit Sulf1- und Sulf2- Deletions-Mutanten vergleichend untersucht. Bei doppelt homozygoten Sulf1;Sulf2 Mausmutanten wurde ein vermindertes Körpergewicht, ein verkleinertes Skelett und verschiedene Skelettveränderungen (fusionierte Sternebrae und Schwanzwirbel, sowie Fehlbildungen: der Lendenwirbel, des 2. Halswirbels und dem Basisphenoid) festgestellt. Mit zunehmender Anzahl an mutierten Sulfatase-Allelen konnte eine höhere Penetranz und stärkere Ausprägung der Skelettfehlbildungen beobachtet werden. Am stärksten betroffen waren Sulf1-/-;Sulf2-/- Doppelmutanten. Die Untersuchung der endochondralen Ossifikation mit molekularen Markern lässt auf eine beschleunigte Chondrozyten-Differenzierung bei den Doppelmutanten, zumindest im Sternum, schließen. Insgesamt ähnelt der Phänotyp der Sulf1;Sulf2 loss of function Doppelmutanten dem von Mausmutanten mit einem aktiviertem FGF- oder reduziertem Ihh-Signalweg.
Im dritten Teil der Arbeit wurde die transgene Mausmutante Col2-Sulf1tg199 untersucht, bei der keine Sulf1-Überexpression vorliegt. Die Skelettveränderungen bei diesen Tieren (verzögerte Knochenentwicklung und homeotische Transformation der Lendenwirbel) werden vermutlich durch die Transgen-Insertionsstelle auf Chromosom 15 verursacht. Es wurde ein Deletionsbereich von 2,25 Mb identifiziert, welcher 6 annotierte Gene enthält. Eine eindeutige Zuordnung einzelner Gene zum Phänotyp ist jedoch nicht möglich.