Biological relevance of receptor protein tyrosine phosphatase beta

Zusammenfassung
8. Zusammenfassung
„Entwicklung“ ist ein abstrakter Begriff, der ein natürliches und zugleich faszinierendes Phänomen umschreibt, welches ausgehend von einer befruchteten Eizelle
einen komplexen, hoch strukturierten Organismus erschafft.
Dieser Prozess umfasst die Proliferation von Stamm/Vorläuferzellen, die Determinierung des Zellschicksals, dem Austritt aus den Zellzyklus, die Migration und Integration in ein entwickelndes Gewebe und letztlich die Synaptogenese. Der Entwicklungsverlauf verlangt nach einer präzisen Regulation, die durch einen kontinuierlichen Austausch durch Zell-Zell Kontakt in Kooperation mit dem externen Milieu
gewährleistet wird. Die Verarbeitung der diversen Informationen durch die Zelle
selbst beeinflusst letztlich das Antwortverhalten der Zelle.
Diese Studies befasste sich mit der zellulären Expression und biologischen Relevanz der extrazellulären Matrix (EZM) Moleküle Phosphacan/RPTPβ/ζ und Tena scin C (Tnc) während der embryonalen Retina Entwicklung und untersuchte darüber hinaus, ob der Transkriptionsfaktor (TF) Pax6, durch Modulation der Expression dieser Moleküle, die Ausführung der Funktionen vermittelt könnte.
Die Untersuchung der zellulären Quelle von Phosphacan/RPTPβ/ζ wurde der m onoklonale Antikörper (mAk) 473HD eingesetzt, welcher ein spezifisches Sulfatierungsmuster an den Chondroitin Sulfat (CS) Ketten dieser Proteoglykane erkennt.
Durch die Kombination mit weiteren Zelltyp-spezifischen Markern konnten in einem Zeitfenster von E13-E18 eine Immunoreaktivität der CS-Ketten mitotisch aktiven Vorläuferzellen zugeordnet werden, welche teilweise mit Zytoskelett Strukturen in sich teilenden Zellen während der Ana-und frühen Telophase assoziiert zu
sein scheinen. Abhängig von dem Entwicklungsstadium wurde eine zusätzliche
Expression in βIII-Tubulin-positiven Neuronen festgestellt. Die funktionelle Analyse
wurde mit zwei unterschiedlichen experimentellen Ansätzen durchgeführt. Nach
der erfolgreichen Etablierung eines geeigneten Vorläuferzellen Models, wurde der
Einfluss der CS GAG Ketten auf das Verhalten dieser Zellen untersucht, indem
diese durch das Enzym ChondroitinaseABC degradiert wurden. Es stellte sich
heraus, dass durch diese Behandlung die Neurogenese in diesen Zellen stimuliert
wird, was impliziert dass die CS Ketten von Phosphacan/RPTPβ/ζ in der Regulati-
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on der Proliferation involviert sind, indem sie beispielsweise die vorzeitige Differenzierung inhibieren.
Ein weiterer Ansatz umfasste ein Knockdown der RPTPβ/ζ Isoformen durch eine
gerichtete subretinale Injektion von siRNAs in E14.5 Maus Embryonen. Die Untersuchung der Retinas ergab im Vergleich zu der Kontrollsituation eine Erhöhung
der proliferativen Progenitoren begleitet von einer verringerten Differenzierung von
Neuronen. Dieser Effekt stand im Gegensatz zu der Situation nach dem Verlust
der CS Ketten in vitro und lässt sich vermutlich auf Wirkung der Kern-Proteine zurückführen. Nichts desto trotz, verdeutlichten die Resultate, dass die Chondroitin
Sulfat Proteoglykane Phosphacan und/oder die lange Rezeptor Isoform das Proliferationsverhalten und die Induktion der Differenzierung beeinflussen.
Desweiteren erzeugte die Behandlung mit siRNAs eine Hochregulation von Tnc in
der embryonalen Retina. Eine Tnc knockout Mutante sollte Aufschluss über mögliche Funktionen in diesem Zeitfenster geben. Es konnte demonstriert werden, dass
das Fehlen von Tnc zu einem Anstieg der Proliferation und speziell von G2-Phase
Zellen führt. Ergänzende Resultate lassen eine Vermittlung über den WntSignalweg vermuten. Zusätzlich führte eine Tnc-Defizienz zu einer erhöhten Produktion des 473HD-Epitopes, was in Anbetracht der beschrieben Interaktion interessant erschien. Eine Modifikation der Expression einer der beiden Moleküle führte zu einer gegenseitigen Veränderung der Synthese.
In einer vorhergehenden Studie wurde beschrieben, dass der TF Pax6 die Expression besonders der großen Isoformen von Tnc in dem sich entwickelnden Telencephalon reguliert. Die Analyse von heterozygoten Pax6-defizienten Mäusen
(Sey) sollte weitere Informationen über diesen Einfluss in der Retina und in diesem Zusammenhang auf die Chondroitin Sulfate von Phosphacan/RPTPβ/ζ geben
und es wurde tatsächlich eine verringerte Expressionsrate beider Proteine nachgewiesen.
Zusammenfassend, konnten in dieser Studie die zellulären Quellen der Chondroitin Sulfate von Phosphacan/RPTPβ/ζ erfasst, mögliche Funktionen erarbeitet und
diesbezüglich ein möglicher gegenseitiger Zusammenhang mit Tnc erstellt werden. Die Resultate verdeutlichten, dass Tenascin C, CS-Ketten und natürlich Pax6
die Proliferation von Stamm/Vorläuferzellen in der embryonalen Retina und den
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Übergang in einen neurogenen Status beeinflussen. Hinsichtlich der Differenzierung von Neuronen könnte diese „Trio“ direkt oder indirekt zusammen agieren,
denn eine Einschränkung oder das Fehlen der Interaktion führte in allen Modelsystem zu einer erhöhten Neurogenese. Unter physiologischen Bedingungen wird
demnach ein vorzeitiger Einsatz der Differenzierung in einer Subpopulation von
retinalen Vorläuferzellen inhibiert.
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