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Untersuchungen zu Bedeutung von TGF-β während der Entwicklung des Vorderhirns

dc.contributor.advisorVogel, Tanja Dr.de
dc.contributor.authorAhrens, Sandrade
dc.date.accessioned2012-04-16T14:52:13Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:49Zde
dc.date.issued2009-02-18de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD33-7de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-322
dc.description.abstractDie transformierenden Wachstumsfaktoren β (TGF-βs) sind multifunktionale Zytokine, die zahlreiche zelluläre Prozesse in einer kontextabhängigen Weise regulieren können. TGF-βs und ihre Signaleffektoren sind im Vorderhirn exprimiert, über die Funktion von TGF-βs während der Entwicklung des Vorderhirns ist bisher allerdings nur wenig bekannt. Ziel dieser Arbeit war es, mögliche Funktionen von TGF-β in neuronalen Zellen des sich entwickelnden Vorderhirns zu untersuchen. Als Modell wurden primäre dissoziierte Zellkulturen des Hippokampus und Cortex embryonaler Mäuse verwendet, von denen gezeigt werden konnte, dass sie responsiv für TGF-β Signale sind. Die exogene Behandlung von diesen Kulturen mit TGF-β führte über die Regulation von Zellzyklus-Kontrollgenen zu einem Austritt von neuralen Vorläuferzellen aus dem Zellzyklus und zu einer Reduzierung der Nestin- und Pax6-positiven Vorläuferzellpopulation. Gleichzeitig kam es zu einem Anstieg an Zellen, welche die neuronalen Marker HuC/D und NeuN exprimierten, was auf eine vermehrte neuronale Differenzierung der Progenitoren schließen lässt. Diese TGF-β vermittelte Induktion der Neurogenese war abhängig von der Aktivität von Smad-Proteinen und vom Entwicklungsstatus der Progenitoren. Während cortikale Progenitoren aus E14.5 Mäuseembryonen auf die TGF-β Stimulation nicht mit einer vermehrten Neurogenese reagierten, entwickelten Progenitoren später Stadien aus E16.5 Embryonen 34% mehr Neurone im Vergleich zu unbehandelten Kulturen. In dieser Arbeit konnten weiterhin Zielgene des TGF-β Signalweges in primären hippokampalen Kulturen identifiziert werden. Die durch TGF-β regulierten Gene umfassten Moleküle der extrazellulären Matrix wie Ctgf, Timp3, TenascinC und die Integrine α 3 und α 5, sowie Moleküle die eine regulierende Funktion auf TGF-β Signale selbst ausüben können wie Smad7, Igf2r und Fstl3. Durch die Regulation von Genen, die an der Übertragung von Notch- und Wnt-Signalen beteiligt sind, konnte eine Interaktion von TGF-β Signalwegen mit den an vielfältigen Entwicklungsprozessen beteiligten Notch- und Wnt-Signalwegen festgestellt werden. Außerdem beeinflusste TGF-β die Expression von Genen, die eine Rolle bei der Differenzierung neuraler Zellen spielen, wie Gata2, Runx1, Id3 und Nedd9. Die nähere Untersuchung der Auswirkungen eines Funktionsverlustes der Zielgene Ctgf, Gata2, Runx1 und Nedd9 auf die TGF-β induzierte Neurogenese identifizierte Nedd9 als notwendige Signal-Komponente während dieses Prozesses. Die Expression dieses Proteins, welches an der Integrin-vermittelten Signaltransduktion über fokale Adhäsionspunkte beteiligt ist, war nicht nur nach TGF-β Stimulation induziert, sondern auch mit morphologischen Änderungen von Nestin-positiven Vorläuferzellen assoziiert, welche nach TGF-β Behandlung beobachtet werden konnten. Diese morphologischen Änderungen scheinen den durch TGF-β vermittelten Übergang eines Vorläuferzelltyps in einen anderen, stärker differenzierten Typ darzustellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit demonstrieren eine Beteiligung von TGF-β an der Differenzierung neuraler Progenitoren des Vorderhirns während später Phasen der Entwicklung. Bei diesem Prozess scheint TGF-β die Progenitoren in einen Status zu versetzen, der nach einer letzten Zellteilung zur Differenzierung zu Neuronen führt.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleUntersuchungen zu Bedeutung von TGF-β während der Entwicklung des Vorderhirnsde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigation of the role of transforming growth factor β during forebrain developmentde
dc.contributor.refereeWimmer, Ernst A. Prof. Dr.de
dc.date.examination2009-01-20de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengTransforming Growth Factor βs (TGF-βs) are multifunctional cytokines and mediate a wide range of biological activities in a context dependent manner. TGF-βs and their signalling effectors are expressed in the forebrain, but little is known upon their role during forebrain development. The aim of this study was to investigate possible functions of TGF-β in neuronal cells of the developing forebrain. As a model primary cortical and hippocampal cultures isolated from E14.5 and E16.5 mouse embryonic brains were used which were shown to be responsive for TGF-β signals. Exogenic treatment with TGF-β induced cell cycle exit of neural progenitors through regulation of cell cycle control genes and leads to a reduction of Nestin- and Pax6-positive progenitor cells. At the same time an increased expression of the neuronal markers HuC/D and NeuN could be observed, indicating enhanced neuronal differentiation. This TGF-β induced neurogenesis was dependent on the activation of Smad-proteins and on the developmental stage of the respective progenitors. While E14.5 derived progenitors did not respond with increased neurogenesis to the TGF-β stimulus, later-stage progenitors of E16.5 produced around 34% more neurons compared to unstimulated cultures. Furthermore in this study several downstream target genes of the TGF-β signalling pathway in primary hippocampal cultures isolated from E16.5 mouse embryos could be identified. These TGF-b regulated genes include molecules of the extracellular matrix like Ctgf, Timp3, TenascinC and the Integrins α 3 and α 5, as well as molecules which exert regulating functions on members of the TGF-β superfamiliy themselves like Smad7, Igf2r and Fstl3. By the regulation of genes involved in the mediation of Notch and Wnt signals a cross talk between TGF-β signalling pathways and the developmentally important Notch and Wnt signalling pathways could be discovered. Furthermore TGF-β influenced the expression of genes playing a role in neuronal differentiation like Gata2, Runx1, Id3 and Nedd9. Using siRNA-mediated knock-down of the TGF-β-induced target genes Ctgf, Gata2, Runx1 and Nedd9, Nedd9 could be identified as essential signalling component for TGF-β-dependent increase in neuronal differentiation. Expression of this scaffolding protein, that is mainly described as signalling molecule of the integrin pathway through focal adhesions, was not only induced after TGF-β treatment but was also associated with morphological changes of the Nestin-positive progenitor pool observed upon exposure to TGF-β. This morphological changes seems to represent the TGF-β mediated transition from one type of progenitor cells to another, more differentiated type. The results of this study show an implication for TGF-β during the differentiation of neural progenitors of the forebrain during later phases of their development. In This process TGF-β may transform the progenitor pool into a status that mediates neuronal differentiation after induction of the last mitotic division of neural progenitors.de
dc.contributor.coRefereePieler, Tomas Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerTGF-βde
dc.subject.gerNeurogenesede
dc.subject.gerZNSde
dc.subject.gerWachstumsfaktorde
dc.subject.gerEntwicklungde
dc.subject.gerMausde
dc.subject.engTGF-βde
dc.subject.engneurogenesisde
dc.subject.engCNSde
dc.subject.enggrowth factorde
dc.subject.engdevelopmentde
dc.subject.engmousede
dc.subject.bk42.23 Entwicklungsbiologiede
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2038-6de
dc.identifier.purlwebdoc-2038de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWKF 300: Embryologie, Wachstum {Entwicklungsbiologie}de
dc.identifier.ppn606110739de


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