| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (15MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-321530
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.32153
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 18 Juli 2016 |
| Begutachter (Erstgutachter): | PD Dr. Andreas Ohlmann |
| Tag der Prüfung: | 8 Juli 2015 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Anatomie > Lehrstuhl für Humananatomie und Embryologie > Prof. Dr. Ernst Tamm |
| Stichwörter / Keywords: | Angiogenese, Müllerzellen, Frühgeborenenretinopathie, OIR, beta-Catenin, Retina, Mäuse, Tamoxifen, Cre-Rekombinase, Wnt |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 32153 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Norrin ist ein sezerniertes Signalprotein, das in der Netzhaut von Müllerzellen exprimiert wird wobei seine angiogenen Effekte über Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs vermittelt werden. Wie sich in Tieren mit einem kompletten Knockout des entsprechenden Gens Ndp zeigte, wird hierdurch die Ausbildung von intraretinalen Gefäßen vollständig verhindert. Eine Überexpression von Norrin in der ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Norrin ist ein sezerniertes Signalprotein, das in der Netzhaut von Müllerzellen exprimiert wird wobei seine angiogenen Effekte über Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs vermittelt werden. Wie sich in Tieren mit einem kompletten Knockout des entsprechenden Gens Ndp zeigte, wird hierdurch die Ausbildung von intraretinalen Gefäßen vollständig verhindert. Eine Überexpression von Norrin in der Linse führt zur Aufhebung des Phänotyps in Ndpy/- Tieren und scheint somit eine essentielle Rolle bei der retinalen Vaskularisierung während der Entwicklung zu spielen. Darüberhinaus induziert eine Norrin-Überexpression in Wildtyp-Mäusen die gerichtete und anatomisch korrekte Revaskularisierung in vasoobliterierte Netzhautareale nach hyperoxischem Schaden und vermindert die Ausbildung von pathologischen Neovaskularisationen.
Im Zuge dieser Dissertation sollte die Frage geklärt werden, welche Rolle die Norrin-vermittelte Aktivierung des kanonischen Wnt-Signalwegs in Müllerzellen auf die retinale Vaskularisierung während der physiologischen Entwicklung bzw. auf die Revaskularisierungsprozesse nach Sauerstoff-induzierter Retinopathie (OIR) spielt.
Um dies zu Untersuchen wurden Mäuse mit einer Tamoxifen-induzierbaren konditionellen Deletion von β-Catenin in Müllerzellen (Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl) verwendet. Die Charakterisierung dieser Linie bestätigte eine spezifische Expression der Cre-Rekombinase in Müllerzellen die zu einer Reduktion von β-Catenin auf Proteinebene führte. Die phänotypische Analyse von retinalen Häutchenpräparaten zeigte nach Deletion von Ctnnb1 in Müllerzellen eine verzögerte Regression der hyaloidalen Gefäße einhergehend mit einer retardierten Ausbildung des oberflächlichen Gefäßplexus. Beides wurde im altersprogressiven Verlauf aber wieder ausgeglichen. Letztendlich kam es zu einer regelrechten physiologischen Ausbildung aller drei retinalen Gefäßplexus die am postnatalen Tag (P)21 vollständig abgeschlossen war. Bei der Analyse des retinalen Gefäßsystems in adulten Tieren konnten keine morphologischen Veränderungen beobachtet werden, wonach der Wnt/β-Catenin-Signalweg in Müllerzellen keinen Einfluss auf dessen Stabilität zu haben scheint. Ebenso konnte keine Beteiligung an der Aufrechterhaltung der Blut-Retina-Schranke nachgewiesen werden. Neben dem geringen Einfluss des Wnt/β-Catenin-Signalwegs in Müllerzellen auf das retinale Gefäßsystem unter physiologischen Bedingungen, wurde auch dessen Bedeutung bei vaskulären Reparaturmechanismen untersucht. Nach OIR zeigte sich in Mäusen mit einer Müllerzell-spezifischen Deletion von Ctnnb1 eine verzögerte Revaskularisierung in vasoobliterierte Areale und eine retardierte Ausbildung von intraretinalen Kapillaren. Zusätzlich konnte ein starker Anstieg in Bezug auf die Entstehung von pathologischen Neovaskularisationen beobachtet werden. Entsprechende Expressionsanalysen deuten daraufhin, dass diese Effekte vermutlich über eine verminderte Expression von angiogenen Faktoren wie IGF-1 und Angpt-2 vermittelt werden.
In parallelen Studien in unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass eine Defizienz von β-Catenin in mikrovaskulären Endothelzellen ebenfalls zu einer verminderten Revaskularisierung nach OIR führt, wobei auch die Ausbildung von neovaskulären Tufts vermindert ist. Auf Grund dessen sollte im Zuge dieser Arbeit geklärt werden, ob Norrin seine angiogenen Effekte unter pathologischen Bedingungen über die Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs in Müller- und/oder mikrovaskulären Endothelzellen vermittelt. Hierfür wurden dreifach transgene Tiere generiert, die neben der jeweiligen zellspezifischen Deletion von Ctnnb1 eine Überexpression von Norrin in der Linse aufweisen. Wie die phänotypischen Analysen ergaben, ist die Überexpression von Norrin in der Lage die durch β-Catenin-Defizienz in Müllerzellen entstandenen negativen Einflüsse vollständig aufzuheben und darüberhinaus die Revaskularisierung in vasoobliterierte Areale zu verbessern und Neovaskularisationen zu verhindern. Im Gegensatz dazu konnte ektopes Norrin in Tieren mit einer β-Catenin-Defizienz in mikrovaskulären Endothelzellen die Revaskularisierung nicht verbessern. Es zeigte sich sogar ein starker Anstieg an Neovaskularisation. In Bezug auf die vaskulären Reparaturmechanismen scheint Norrin seine angiogenen Effekte demnach vor allem über den kanonischen Wnt-Signalweg in Endothelzellen zu vermitteln.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Norrin is a secreted protein that is mainly expressed in Müller cells within the retina. Via activation of Wnt/β-Catenin signaling pathway Norrin mediates its angiogenic function. In previous studies, defects in the retinal vasculature of Ndpy/- mice with a complete lack of intraretinal capillaries were identified. Interestingly, ectopic overexpression of Norrin from the lens could completely ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Norrin is a secreted protein that is mainly expressed in Müller cells within the retina. Via activation of Wnt/β-Catenin signaling pathway Norrin mediates its angiogenic function. In previous studies, defects in the retinal vasculature of Ndpy/- mice with a complete lack of intraretinal capillaries were identified. Interestingly, ectopic overexpression of Norrin from the lens could completely rescue this vascular phenotype of Ndpy/- mice. Therefore this signaling pathway seems to be critically required for retinal vascular development. Furthermore it was shown that overexpression of Norrin in wildtype mice enhances anatomically correct vessel regrowth into vasoobliterated areas and suppresses neovascularisation following hyperoxic damage. In the present study I wondered which role Müller cell derived Wnt/β-Catenin signaling has on the development of the retinal vasculature and for vascular repair following oxygen-induced retinopathy (OIR).
To analyze this, mice with an inducible conditional β-Catenin deficiency in Müller cells were generated (Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl). Initial characterization confirmed a specific expression for Cre-recombinase within retinal Müller cells and significantly reduced protein levels for β-Catenin in Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice. Phenotypic analyses of retinal whole mounts from Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice revealed only slight changes in the developing retinal vasculature, but a delayed regression of the hyaloid vasculature was detected. On postnatal (P) 21 a complete physiologically vascularized retina could be observed in conditional KO mice just as in the control animals. Müller cell specific deletion of Ctnnb1 during adulthood had no consequence for retinal vasculature. These observations indicate that Wnt/β-Catenin signaling in Müller cells does not influence vessel stability and BRB function.
Following an OIR in mice with a β-Catenin deficiency in Müller cells, a reduced vessel regrowth into vasoobliterated areas and a retarded development of intraretinal vessels were detected at P17. Further on, in Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice the formation of preretinal tufts was significantly increased compared to control littermates. Moreover, in Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice mRNA levels for IGF-1 and angiopoietin-2 were significantly reduced at P17 following OIR. Therefore, impaired vascular repair in mice with a β-Catenin deficiency in Müller cells is most likely mediated via a decreased expression of these angiogenic factors.
Another study in our group could show that mice with a β-Catenin deficiency in microvascular endothelial cells (Cdh5- CreERT2/Ctnnb1fl/fl) also have a reduced vessel regrowth into vasoobliterated areas and a retarded development of intraretinal vessels. In contrast to Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice formation of preretinal tufts was reduced in Cdh5- CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice compared to control animals. Due to these observations the question raised if Norrin mediates its angiogenic effects under pathological condition via activation of canonical Wnt signaling pathway in microvascular endothelial and/or in Müller cells. To answer this question Norrin was ectopically overexpressed in conditional KO mice with a β-Catenin deficiency in microvascular endothelial cells (βB1-Norrin/Cdh5- CreERT2/Ctnnb1fl/fl) or a β-Catenin deficiency in Müller cells (βB1-Norrin/Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl). Phenotypic analyses of retinal vasculature of those transgenic mice revealed that overexpression of Norrin is able to rescue the vascular defects in Slc1a3-CreERT2/Ctnnb1fl/fl following OIR. In contrast, overexpression of Norrin in Cdh5- CreERT2/Ctnnb1fl/fl mice could not rescue the impaired vascular repair. Furthermore, these mice showed increased formation of preretinal tufts. In consequence, Norrin likely mediates its angiogenic properties following an OIR via activation of Wnt/β-Catenin signaling pathway in microvascular endothelial cells.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 23:49
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