Größenegulation der Augenanlage von Xenopus laevis durch Inhibition von Hedgehog-, Fgf- und Wnt-Signalen

Abstract

Über die molekularen Mechanismen, die der Kontrolle der Organgröße während der Embryogenese unterliegen, ist nur wenig bekannt. Mit dem südafrikanischen Krallenfrosch Xenopus laevis als ein Modellsystem zum Studium der Augenentwicklung weisen wir nach, dass die gleichzeitige Inhibition dreier Signalwege (Shh, Fgf und Wnt) zu einer enormen Vergrößerung des Auges führt. Diese multiple Inhibition wird durch Überexpression des Hedgehog-interagierenden Proteins (Hip) erreicht, eines ursprünglich als Hedgehog-spezifisch charakterisierten Antagonisten, welcher in unseren Untersuchungen auch mit dem Fgf- und Wnt-Signalweg interagiert. Die Größenzunahme des Auges ist nicht das Ergebnis von gesteigerter Proliferation oder reduzierter Apoptoserate. Vielmehr sind die vergrößerten Augen das Resultat einer Erweiterung der anterioren Neuralplatte durch eine Umwandlung von nicht-neuralem in neurales Ektoderm, sowie durch eine Transformation von kompetentem Gewebe der anterioren Neuralplatte, das sich normalerweise zu Vorderhirn und/oder Mittelhirn entwickeln würde. Unsere Resultate deuten deshalb darauf hin, dass die Organgröße sehr früh während der Embryonalentwicklung durch die Anzahl primitiver Vorläuferzellen festgelegt wird.