Funktionelle Analyse des murinen Foxq1 Gens und die Charakterisierung magenspezifischer Gene

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Foxq1 an der Magensäuresekretion beteiligt ist. Die durchgeführten Untersuchungen lassen dabei eine Beteiligung von Foxq1 an der Organisation des Tubulovesikeltransports bzw. der Tubulovesikelfusion mit der Canaliculusmembran innerhalb der Parietalzellen vermuten. Die Vermutung stützt sich zum einen auf die Ergebnisse der in situ Hybridisierung, die eine Lokalisation von Foxq1 in Parietalzellen der gastrischen Mucosa nachweist. Ein weiteres Indiz für diese Vermutung ist das Ergebnis der ultrastrukturellen Analysen der Parietalzellen nach Sekretagog-Stimulus. Eine Aktivierung der Magensäuresekretion durch Sekretagog-Stimulus führt in Parietalzellen von Foxq1-/--Tieren zu keiner mit Wildtypmäusen vergleichbaren Reaktion. Für die normale Magensäuresekretion ist ein Transport der Tubulovesikel innerhalb der Parietalzellen mit einer anschließenden Fusion der Vesikel mit der Canaliculusmembran unabdingbar. Im Ruhezustand konnten dagegen keine Veränderungen im ultrastrukturellen Aufbau der Parietalzellen von Foxq1-/--Mäusen gegenüber Wildtypmäusen beobachtet werden. Dies weist darauf hin, dass Foxq1 nicht an der Differenzierung der Parietalzellen beteiligt ist. Die beobachteten Phänotyp-Ähnlichkeiten zwischen Foxq1-defizienten Mäusen und Mäusen, denen das zur ERM Familie gehörige Ezrin fehlt, das eine Rolle in der Organisation des Plasmamembran-ständigen Aktinzytoskeletts spielt, liefern zusätzliche Hinweise auf die Beteiligung von Foxq1 an der Organisation des Aktinzytoskelett abhängigen Vesikeltransports bzw. der Vesikelfusion. Eine Assoziierung von Foxq1 mit der Organisation des Aktinzytoskeletts in der Zelle lassen auch die Untersuchungen der embryonalen Letalität von Foxq1-/--Mäusen und die Fehlbildung der inneren, medullaren Haarstruktur vermuten. Die embryonale Letalität, die bei etwa 50% der Foxq1-/--Embryonen beobachtet werden konnte, resultiert aus einer Fehlbildung der Ventrikel des Vorderhirns. Eine ähnliche Fehlbildung konnte auch an Wasf2-/--Embryonen gezeigt werden. Wasf2 (WAVE2) ist involviert in die Regulation der Aktin-Cytoskelett Reorganisation. Hierbei fungiert es als Mediator zwischen der Rac-Signaltransduktion und der Aktinassemblierung. Die fehlerhafte Organisation der Zellkompartimente, die in den medullaren Zellen des Haarschaftes von Satin Mäusen zu beobachten ist, und die Expression von Foxq1 in deren Vorläuferzellen (Hong et al., 2001) sind ein weiteres Indiz für die Beteiligung von Foxq1 an der Organisation des Aktin-Cytoskeletts. Die richtige Anordnung der einzelnen Zellkompartimente innerhalb der Zelle ist abhängig von Transportmechanismen, die assoziiert sind mit der Organisation des Aktin-Cytoskelett. Mit Hilfe einer subtraktiven cDNA-Bibliothek wurden Gene, die differentiell im Magen exprimiert werden, identifiziert. Nach Datenbankanalyse der identifizierten Gene wurden drei Gene für eine weitere Charakterisierung ausgewählt. Die Kriterien für diese Auswahl waren eine prädominante Expression im Magen und eine fehlende Charakterisierung der Gene in der Literatur. Für die drei ausgewählten Gene Gastrokine 2, Admp und SA11 konnte eine prädominante bzw. spezifische Expression im Magen nachgewiesen werden. Die Analyse der Expression während der prä- und postnatalen Magenentwicklung wurde für Gastrokine 2 und Admp durchgeführt. Die Gastrokine 2 Expression beginnt perinatal, während die Admp Expression ab Tag 17,5 post coitum nachzuweisen ist. Für das Gastrokine 2 Gen konnte zusätzlich mit Hilfe einer in situ Hybridisierung die Expression in Pit-Zellen der gastrischen Mucosa gezeigt werden. Eine weitere Charakterisierung dieser Gene und deren funktionelle Analyse können in Zukunft Aufschluss über die Funktion der Gene im Magen geben.