Transkriptionsfaktor AP-2γ in der Entwicklung des Trophektoderms

Abstract

Die erste differenzierte Zelllinie, die beim Säugerembryo noch vor dessen Implantation mit der Bildung der Blastozyste einhergeht, ist das Trophektoderm. Die molekularen Mechanismen und die transkriptionelle Regulation durch zelllinienspezifische Faktoren, die diese erste Differenzierung aus den Blastomeren der Morula herbeiführen, sind bisher nur wenig untersucht und bekannt. Ein Gen, das während dieses frühen Entwicklungsstadiums exprimiert wird, ist der Transkriptionsfaktor AP-2γ. AP-2γ kann im Morulastadium detektiert werden und ist ab dem Blastozystenstadium an Tag 3,5 der Embryonalentwicklung auf die trophektodermale Linie beschränkt. Die Expression bleibt während der weiteren Plazentaentwicklung in allen trophektodermalen Linien bestehen. AP-2γ defiziente Mäuse sterben nach der Implantation an Tag 7,5 der Embryogenese aufgrund von Defekten bei der Plazentaausbildung, der Embryo ist kaum implantiert und stirbt an Mangelernährung. Diese Tatsache spiegelt die bedeutende Rolle von AP-2γ während der frühen Embryogenese wider. <br /> In meiner Dissertation wurde die Funktion von AP-2γ in der Trophektodermentwicklung näher untersucht, dazu wurden zuerst murine Trophoblaststammzellkulturen (TS) etabliert. Expressionsanalysen aller AP-2 Gene zeigten, dass hauptsächlich AP-2γ in der trophektodermalen Linie exprimiert wird, was auf eine wichtige Funktion in dieser Zelllinie hinweist. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass AP-2γ für die Etablierung und für die Erhaltung von Trophoblast-Stammzellen essentiell ist.<br /> AP-2γ spielt, wie der Transkriptionsfaktor Cdx2, eine Schlüsselrolle in der Determinierung der trophektodermalen Zelllinie im Blastozystenstadium. Um dieses zu analysieren wurde AP-2γ in embryonalen Stammzellen (ES) überexprimiert; hierbei konnte zuerst eine morphologische Veränderung der ES-Zellen beobachtet werden. In Expressionsanalysen konnten trophektodermale Marker, wie Eomes, Cdx2 und Hand1 nachgewiesen werden, dieses ist ein weiterer Hinweis darauf, dass die ES-Zellen durch Überexpression von AP-2γ zu TS-Zellen differenziert sind. Die Teilnahme der durch Überexpression von AP-2γ erzeugten TS-Zellen an der Plazenta verdeutlicht, dass funktionale Trophoblast- Stammzellen durch Induktion von AP-2γ entstanden sind. Analysen der Wechselwirkungen von AP-2γ in dieser Arbeit weisen darauf hin, dass AP-2γ von Cdx2 aktiviert werden konnte und das AP-2γ das Pluripotenzgen Nanog reprimiert. Am Ende dieser Arbeit wird ein Modell diskutiert, in dem AP-2γ in das regulatorische Netzwerk der Transkriptionsfaktoren zur Kontrolle der Erhaltung und Differenzierung von Stammzellen integriert wird.