@phdthesis{Steidl2006,
  author    = {Steidl, Christian},
  title     = {Funktionsanalyse des notch-Zielgens heyL und verwandter bHLH-Transkriptionsfaktoren in der Entwicklung der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18557},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {In der Embryonalentwicklung von Insekten, Nematoden und Vertebraten reguliert der delta-notch-Signalweg vielf{\"a}ltige Zelldifferenzierungsvorg{\"a}nge wie die laterale Inhibierung, Zelllinien-Entscheidungen und die Bildung von Grenzen. In Vertebraten aktivieren die transmembranen Liganden delta-like 1, 3 oder 4, bzw. jagged 1 oder 2 einen notch-Rezeptor (notch1, 2, 3 oder 4). Dessen intrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne bildet im Zellkern mit rbp-j\&\#61547; und weiteren Proteinen einen Aktivator-Komplex, der an den Promotor der notch-Zielgene bindet. Neben drei hes-Genen z{\"a}hlen dazu die Gene hey1, hey2 und heyL, die alle eng verwandt sind mit hairy und den Genen des Enhancer of Split-Komplexes (E(spl)) bei Drosophila melanogaster. Die hey-Gene sind in der Maus unter anderem w{\"a}hrend der Entwicklung von Niere, Arterien, Herz, Nervensystem, Thymus und Somiten spezifisch exprimiert. Um die Bedeutung des heyL-Gens f{\"u}r die Bildung dieser Organe zu untersuchen, wurden heyL-Knockoutm{\"a}use generiert, bei denen jedoch keine morphologischen Ver{\"a}nderungen oder Erkrankungen erkennbar waren. Die durch entsprechende Verpaarung erhaltenen heyL/1-Doppelknockoutm{\"a}use wiesen in der F9-R{\"u}ckkreuzungsgeneration einen Ventrikel-Septum-Defekt (VSD) auf und verstarben gr{\"o}ßtenteils ein bis zwei Tage nach der Geburt. {\"A}hnliche Krankheitssymptome zeigen die mit anderen Komponenten des delta-notch-Signalweges in Verbindung gebrachten Erbkrankheiten „Fallot´sche Tetralogie" (ToF) und das Alagille Syndrom (AGS). Vergleichbare VSDs treten auch bei hey2-Knockoutm{\"a}usen auf. Es stellte sich daher die Frage, welche Zielgene des hey2-Transkriptionsfaktors an der Herzbildung beteiligt sind. Literaturbekannte HEY2-Zielgen-Kandidaten sind beim Menschen Follistatin (FST), Keratin 2-7 (KRT2-7) und das epitheliale V-{\"a}hnliche Antigen (EVA1). Durch antisense RNA in situ Hybridisierung von wildtypischen und hey2-Knockoutmausschnitten konnten jedoch keine unterschiedlichen Expressionsmuster entdeckt werden. Eigene Microarray-Analysen mit RNA aus hey2-{\"u}berexprimierenden, humanen 293-Zelllinien identifizierten das Neurofilamentgen NEFL als HEY2-Zielgenkandidat. Bei der in situ Hybridisierung von wildtypischen und hey2-Knockoutm{\"a}usen mit einer Probe f{\"u}r das nefl-Gen konnten jedoch keine unterschiedlichen Expressionsmuster erkannt werden, so dass nefl in vivo vermutlich komplexer reguliert wird. Neben den Ventrikel-Septum-Defekten zeigen die heyL/1-Doppelknockoutm{\"a}use einen zweiten abnormalen Ph{\"a}notyp. Die embryonalen Thymi dieser Tiere sind kleiner als die der wildtypischen M{\"a}use. Die detaillierte Analyse der Thymozyten-Subpopulationen erbrachte, dass die niedrigere Zellzahl vor allem zu Lasten der doppelt positiven Thymozyten geht. Grund hierf{\"u}r k{\"o}nnte eine teilweise Blockierung der Entwicklung zwischen der zweiten und dritten Phase des zuvor durchlaufenen doppelt negativen Stadiums sein, denn die absolute Zahl der DN3-Thymozyten ist um {\"u}ber 90 Prozent verringert. Die Blockierung des delta-notch-Signalweges durch Zugabe eines \&\#61543;-Sekretase-Inhibitors f{\"u}hrte ebenfalls zu einer Verringerung der DN3-Zellen in der gleichen Gr{\"o}ßenordnung, jedoch im Gegensatz zu den heyL/hey1-Doppelknockout-Thymi gleichzeitig zur Verdreifachung der absoluten Zahl der DN2-Zellen. Diese Unterschiede unterstreichen die Bedeutung weiterer notch-Zielgene wie beispielsweise hes1. Ob die beobachteten Ver{\"a}nderungen in der Entwicklung der Thymozyten Folgen f{\"u}r die Immunabwehr haben, wurde im Rahmen von Immunisierungen mit Trinitrophenyl (TNP)-Ovalbumin untersucht. Hierbei zeigte sich eine Erh{\"o}hung der IgG2a und IgG2b Werte und eine Reduktion der IgG1 Produktion bei den heyL/hey1-Doppelknockoutm{\"a}usen, w{\"a}hrend die IgM-Werte zwischen den verschiedenen Mausgenotypen keine signifikanten Unterschiede aufwiesen. Die IgG-Ver{\"a}nderungen deuten darauf hin, dass die T-Zellen vermehrt in die TH1-Zelldifferenzierungsrichtung getrieben werden und die TH2-Cytokinproduktion verringert ist. Bei den hey-Knockoutm{\"a}usen waren aufgrund des Expressionsprofils der hey-Gene nicht nur Ver{\"a}nderungen in der Herzentwicklung und im Thymus erwartet worden, sondern auch in der Somitogenese. Dies gilt im Besonderen f{\"u}r die bereits zuvor generierten hey2-Knockoutm{\"a}use, denn hey2 ist im pr{\"a}somitischen Mesoderm zyklisch exprimiert. Im Gegensatz zu den Knockoutm{\"a}usen des verwandten und ebenfalls zyklisch exprimierten hes1-Gens, litten jedoch weder die heyL/hey1-Doppelknockoutm{\"a}use, noch die hey2-Knockoutm{\"a}use an Defekten in der Somitogenese. W{\"a}hrend die Bedeutung der Genexpression der hey-Gene in der Somitogenese weiterhin unklar sind, konnten Erkenntnisse {\"u}ber die Funktionen von heyL und hey1 in der Herzentwicklung und bei der Ausreifung der Thymozyten gewonnen werden. Die Identifizierung von hey-Zielgenen in diesen Entwicklungsprozessen kann das Verst{\"a}ndnis des delta-notch-Signalweges erweitern, die Ursachen von Erbkrankheiten aufkl{\"a}ren helfen und m{\"o}glicherweise Therapiestrategien aufzeigen.},
  subject      = {Gen notch},
  language  = {de}
}