Cholesterol homeostasis in Development

Abstract

Angeborene Störungen der Cholesterol-Biosynthese werden durch eine Reihe unterschiedlicher Entwicklungsdefekte charakterisiert. Unter den Enzymen, die in die Cholesterol-Biosynthese mit einbezogen werden, ist die Reduktase des 7 Dehydrocholesterol (DHCR7) das spezifische Enzym des Cholesterins, da es den letzen Schritt der Synthese katalysiert, der direkt zum Cholesterol führt. Mutationen im Gen für die DHCR7 sind die Hauptursache des Smith-Lemli-Opitz Syndroms (SLOS), das durch die Dysmorphogenese verschiedener Organe gekennzeichnet ist. Obwohl Daten zunehmen, die zeigen, dass der SLOS Phänotyp möglicherweise auf einen gestörten Hedgehog-Signalweg zurückzuführen ist, ist der molekulare Mechanismus weiterhin Gegenstand intensiver Forschung, der die Cholesterol-Homöostase in der Entwicklung mit einschließt. Es konnten drei Xenopus EST Klone über eine Durchmusterung entsprechender Genbanken identifiziert werden, die eine hohe Homologie zur menschlichen dhrc7 cDNA besaßen. Mittels RT-PCR konnten drei Isoformen der Xenopus DHCR7 isoliert werden, die alle gemeinsam im Endoplasmatischen Retikulum lokalisierten, wenn diese in Hefen überexprimiert wurden. Die Analyse der embryonalen Expression zeigte eine Expression im Bereich des Spemann Organisators, dem Notochord und später in bestimmten Bereichen des embryonalen Gehirns. Die zeitlich-räumliche Expression sowie die Verteilung der DHCR7-Transkripte in adulten Geweben zeigte eine auffällige Korrelation mit der lokalen Expression von Sonic Hedgehog. Die Überexpression von 2 ng synthetischer RNA der längsten Isoform von DHCR7 führte in der Folge zu einer Entwicklung kleinerer Augen, was einher ging mit dem Verlust placodaler Strukturen, wie durch die Analyse verschiedener neuraler Markergene gezeigt werden konnte. Die Unterdrückung der Translation ("knock-down") durch die Injektion von 1 pmol Xdhr7-Antisense-Oligonukleotide (Morpholinos) führte ebenfalls zur Ausbildung stark verkleinerter Augenanlagen, wahrscheinlich durch eine teilweise Unterdrückung der Neurogenese.