Dokument: Das von Hippel-Lindau Protein ist essentiell für die Organogenese des Thymus
| Titel: | Das von Hippel-Lindau Protein ist essentiell für die Organogenese des Thymus | |||||||
| Weiterer Titel: | The von Hippel-Lindau protein is essential for thymus organogenesis | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=34504 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20150615-103856-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. rer. nat. Hollenbeck, Anita [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Fischer, Jens Walter [Gutachter] Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Hypoxie, von Hippel-Lindau Protein, Organogenese, Thymus | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Thymusepithelzellen (TEC) kontrollieren innerhalb einer hypoxischen Mikroumgebung die Generierung und Selektion von funktionellen T-Zellen. Dies könnte dafür sprechen, dass der molekulare Hypoxie-Signalweg TEC-Funktionen innerhalb des Thymus reguliert.
Um den Einfluss des Hypoxie-Signalweges auf TECs zu untersuchen, wurden TEC Zelllinien in vitro hypoxischen Bedingungen ausgesetzt. Die Verminderung des Sauerstoffangebotes hatte einen negativen Einfluss auf das Wachstumsverhalten von TEC-Zelllinien und führte zur Induktion von Zielgenen des Hypoxie-Signalweges. Innerhalb des Hypoxie-Signalweges ist das von Hippel-Lindau-Protein (pVHL) der negative Regulator der Hypoxie-induzierbaren Faktoren-1 und 2 (HIF1 und HIF-2). Um innerhalb von murinen TECs in vivo genetisch eine Aktivierung des Hypoxie-Signalweges zu induzieren, wurde in TECs das von Hippel-Lindau Gen (Vhl) mittels des Foxn1-Cre-Transgens inaktiviert (VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre Mäuse). Diese Mäuse zeigten den kompletten Verlust des Thymus als Organ. Im residualen mediastinalen Gewebe konnten weder T-Zellentwicklungsvorstufen noch TECs nachgewiesen werden. Entsprechend waren die peripheren lymphatischen Organe durch das fast komplette Fehlen reifer T-Zellen gekennzeichnet. In VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre-Embryonen konnten rudimentäre Thymi nachgewiesen werden, die kaum reife TECs enthielten. Demensprechend ist von einer embryonalen Aplasie des physiologisch angelegten Thymus bei diesen Mäusen auszugehen. Um zu ermitteln, ob der zelluläre Überschuss von HIF2α im Vhl-defizienten Kontext für den athymischen Phänotyp verantwortlich ist, wurde eine pVHL-unempfindliche HIF2α-Variante in TECs (Rosa26+/loxP;Hif2dPA; Foxn1+/cre) überexprimiert. Dabei phänokopierte die HIF2α-Überexpression teilweise die VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre-Thymusaplasie. Demnach war anzunehmen, dass die fehlende negative Regulation von HIF2α für den athymischen Phänotyp von VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre Mäuse mitverantwortlich ist. Um diese Annahme genetisch in vivo zu beweisen, deletierten wir Hif2α zusätzlich zu Vhl in TECs (VhlloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre-Mäuse). Hier konnten wir in adulten Mäusen im Gegensatz zu VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre-Mäusen einen Thymus nachweisen. Jedoch konnte der aplastische VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre-Thymus durch die zusätzliche Hif2α-Deletion nur teilweise gerettet werden. Schließlich wurden Mäuse mit einer Inaktivierung von Hif1, Hif2 und Vhl in TECs (VhlloxP/loxP;Hif1αloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre-Mäuse) generiert. In diesen Mäusen kam es zu einer kompletten Rettung des Thymus. Diese waren im Vergleich zu Kontrollthymi (VhlloxP/loxP;Hif1αloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/+) normal groß, anatomisch normal konfiguriert und in der Lage periphere T-Zellen zu generieren. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass für die Entwicklung und die Funktion des Thymus eine effiziente negative Kontrolle des Hypoxie-Signalweges durch pVHL innerhalb von TECs von essentieller Bedeutung ist.Thymic epithelial cells (TECs) control the generation and selection of T-cells within a highly specialized hypoxic microenvironment. Therefore, the ubiquitous hypoxic-response-pathway might regulate TEC functions within the thymus. In order to examine the impact of the hypoxia-response-pathway on TEC function we exposed TEC cell lines to hypoxia in vitro. Reduced oxygen tension had a negative impact on cell line growth and resulted in the induction of hypoxic-response-pathway target genes. Within the hypoxic-response-pathway the von Hippel-Lindau protein (pVHL) negatively regulates the hypoxia inducible factors 1α and 2α (HIF1 and HIF2). For the in vivo activation of the hypoxia-response-pathway in TECs we deleted the von Hippel-Lindau gene (Vhl) using the Foxn1-Cre transgene (VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice). VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice revealed the complete absence of the thymus. The residual mediastinal tissue of VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice did neither contain developing thymocytes nor TECs. Accordingly, peripheral lymphoid organs were devoid of mature T-cells. VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre embryos showed rudimentary thymus anlagen with rarely detectable TECs. Thus, VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice show aplasia of the early developing thymus. To investigate whether the cellular HIF2α excess mediated by pVHL loss is responsible for the athymic phenotype we analyzed mice overexpressing a pVHL-insensitive HIF2α-variant in TECs (Rosa26+/loxP;Hif2dPA; Foxn1+/cre mice). The thymi of these mice partially phenocopied the VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre thymic aplasia. These data implied that the lack of HIF2α inhibition by pVHL is responsible for the athymic phenotype in VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice. In order to confirm this we simultaneously deleted Hif2α and Vhl in TECs (VhlloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre-mice). In contrast to VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre mice thymic tissue was detectable in adult VhlloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre-mice. However, the aplastic VhlloxP/loxP;Foxn1+/cre thymus was only partially rescued by the additional deletion of Hif2α. Finally, we generated mice with TEC-specific deletion of Hif1, Hif2 and Vhl (VhlloxP/loxP;Hif1αloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre mice). Indeed, in these mice the thymus was completely rescued. VhlloxP/loxP;Hif1αloxP/loxP;Hif2αloxP/loxP;Foxn1+/cre thymi were normal in size and structure and were able to generate mature T cells. In summary, the negative control of the hypoxia-response-pathway by pVHL in TECs is essential for the development of a functional thymus. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 15.06.2015 | |||||||
| Dateien geändert am: | 15.06.2015 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 28.10.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 27.11.2014 |
