Die Funktion des Wnt Antagonisten XsFRP5 während der frühembryonalen Musterbildung des Entoderms in Xenopus laevis

Abstract

Die embryonale Entwicklung der vom primitiven Darmrohr abgeleiteten Organe folgt in Vertebraten konservierten molekularen Mechanismen. Im Laufe der Embryonalentwickung differenzieren sich von anterior nach posterior das ösophagial-trachiale System, der Magen, das Duodenum mit den anliegenden Organen Leber, Pankreas und Gallenblase, sowie der Dünn- und der Dickdarm. Der Wnt Signaltransduktion scheint eine entscheidende Rolle in diesen Prozessen zuzukommen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle des sekretierten Wnt Antagonisten XsFRP5 auf die Entwicklung entodermaler Organe in Xenopus Embryonen untersucht. Bei XsFRP5 handelt es sich um einen Wnt Antagonisten der „secreted Frizzled-related Proteins“ (sFRPs). Es konnte gezeigt werden, dass XsFRP5 sowohl kanonische als auch nicht-kanonische Wnt Liganden binden und inhibieren kann. Bestimmte Xwnt Proteine wurden von XsFRP5 zwar effizient gebunden, jedoch kaum in ihrer Funktion beeinträchtigt. Der „Knock-down“ von XsFRP5 resultierte in einer Reduktion der ventralen Pankreasanlage sowie einer Expansion des Magens. Die Überexpression von XsFRP5 in VegT-programmierten animalen Kappenexplantaten induzierte die robuste Induktion pankreatischer Markergene, wobei dieser Effekt nicht nur durch eine Inhibition der Wnt Signaltransduktion, sondern auch über eine hiervon abhängige Induktion der Retinsäure-Signalwirkung bedingt ist. Der Vergleich von XsFRP5 mit dem strukturell verwandten Wnt Antagonisten XsFRP2 ergab, dass es sich bei der Induktion pankreatischer Markergene um einen XsFRP5-spezifischen Effekt handelt. Es scheint wahrscheinlich, dass XsFRP5 die Auftrennung der hepato-pankreatischen Vorläuferzellpopulation in Leber und ventrales Pankreas beeinflusst. Gleiches gilt für die Grenze zwischen Magen und Duodenum, die sich nach Verlust von XsFRP5 zu verschieben scheint. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Interaktionsstudien, gemeinsam mit der Analyse der Expressionsmuster, definieren Xwnt2b und Xwnt5a als wahrscheinliche in vivo Zielproteine von XsFRP5.