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Notch signaling in the human placenta
Sandra Haider
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Martin Knöfler
DOI
10.25365/thesis.9809
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29896.70491.915666-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Zuge meiner Diplomarbeit konzentrierte ich mich auf die Expression der Notch
Rezeptoren und Liganden in der humanen Plazenta und auf die Rolle des aktiven Notch
Signalweges in plazentären Zelllinien und primären Kulturen. Der Notch Signalweg ist
ein hoch konservierter Mechanismus, der, je nach zellulärem Zusammenspiel,
Zellwachstum, Zelltod, zelluläres Schicksal und Zelldifferenzierungen fördert oder
hemmt. Aufgrund von genomischen Chip Daten, die das Vorhandensein vieler Faktoren
des Notch Signalweges in der humanen Plazenta ergaben, begann ich mit der Detektion
der mRNA der vier Notch Rezeptoren und den fünf Notch Liganden in humanen
schwangerschafts-assoziierten Geweben und Zellen mit Hilfe der semi-quantitativen RTPCR.
Um diese Ergebnisse zu bestätigen, führte ich immunhistochemische Analysen an
Geweben des ersten Trimesters mittels validierten Antikörpern durch. Diese Daten
ergaben, daß alle Rezeptoren und Liganden in der humanen Plazenta exprämiert werden,
einige von ihnen auf ganz bestimmte plazentäre Zellpopulationen beschränkt. Um die
Aktivität des Notch Signalweges nachzuweisen, transfizierte ich eine trophoblastäre
Zelllinie mit Luziferase-Vektoren, die Wild-Typ und mutierte CBF1 Bindungsstellen
trugen. Dies bestätigte eine endogene Notch Aktivität innerhalb dieser Zelllinie.
Zusätzlich konnte ich die Notch Aktivität mithilfe der Überexpression der Notch
Intrazellulären Domäne induzieren. Mithilfe eines Ko-Kultur Model Systems bestehend
aus der trophoblastären Zelllinie und isolierten primären dezidualen Fibroblasten konnte
ich zeigen, daß der Notch Signalweg auch durch die Fibroblasten aktiviert werden kann.
In all den Transfektionsstudien verwendete ich den γ-Secretase Inhibitor DAPT um die
Notch Signalkaskade zu blockieren, wodurch ich eine Kontrolle für die endogene und
fibroblast-induzierte Notch Aktivität hatte. Schließlich fand ich heraus, daß das
Blockieren der Notch Aktivität mittels DAPT, abhängig von der Dosierung, zu einer
erhöhten Migration führt, und zwar nicht nur in der trophoblastären Zelllinie, sondern
auch in extravillösen Trophoblasten aus villösen Explant Kulturen.
Diese Ergebnisse haben nicht nur das Vorhandensein der Notch Rezeptoren und Liganden
bewiesen, sondern zeigten auch spezifische Expressionsmuster wodurch der Schluß nahe
liegt, daß diese eine regulierende Rolle in der Trophoblasten Proliferation,
Zellsäulenformation und Invasion spielen. Die Erhöhung der Trophoblasten Migration
aufgrund der Notch Signalweg Inhibierung bestätigt weiters den Einfluß der Notch
Aktivität auf die Trophoblasten Differenzierung und Invasion. Weiters zeigt dieser
Signalweg endogene Aktivität und kann durch Fibroblasten induziert werden, wodurch
Zusammenfassung
iii
der Schluß nahe liegt, daß der Notch Signalweg ein wichtiges Kommunikationswerkzeug
zwischen extravillösen Trophoblasten und Deziduazellen darstellt. Zusammenfassend
unterstützen diese Daten den Schluß, daß der Notch Signalweg eine funktionelle Rolle
während der frühen Plazentaentwicklung spielen könnte.
Abstract
(Englisch)
During my diploma thesis I focused on the expression of Notch signaling receptors and
ligands in the human placenta and the role of the active Notch pathway in placental cell
lines and primary cultures. Notch signaling is a highly conserved pathway that, dependent
on the cellular context, can promote or suppress cell proliferation, cell death, acquisition
of specific cell fates or activation of differentiation programs. Since gene chip analyses
has revealed that several members of the Notch pathway are widely expressed in the
human placenta I analysed mRNA expression of the four Notch receptors and five ligands
in human gestational tissues and cells using semi-quantitative RT-PCR. To confirm these
results, I performed immunohistochemical analyses focussing on first trimester tissue.
These data revealed that all receptors and ligands are expressed in first trimester placenta,
some of them being restricted to a subset of placenta cell populations. In order to study
the activitiy of the Notch cascade I transiently transfected a trophoblastic cell line with
luciferase vectors containing wilde type and mutated CBF1 binding sites revealing an
endogenous Notch activity in this cell line. Additionally, I could further induce Notch
activity by overexpressing the Notch intracellular domain. Using a co-culture model with
the trophoblastic cell line and isolated primary decidual fibroblast I could show that the
Notch pathway can be elucidated by the fibroblast cell population. In all transfection
studies, the g-secretase inhibitor DAPT was used to block the Notch pathway being a
control for the endogenous and fibroblast-induced Notch activity. Finally, I could figure
out that DAPT-induced blocking of the Notch pathway stimulates the migration not only
of the trophoblastic cell line but also of villous explant culture-derived extravillous
trophoblasts in a dose dependent manner.
These data not only proved the presence of Notch receptors and ligands in the human
placenta but also showed specific expression patterns suggesting some regulatory roles in
trophoblast proliferation, cell column formation and invasion. The induction of
trophoblast migration upon inhibition of Notch signaling further corroborates the
influence of the Notch activity on trophoblast differentiation and invasion. Furthermore,
the pathway has endogenous activity and can be induced by fibroblasts suggesting that
Notch signaling could be an important communication tool between extravillous
trophoblasts and decidual cells. Taken together, these data support the idea that the Notch
signaling pathway might have a functional role during the development of the early
human placenta.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
placenta extravillous trophoblast Notch signaling
Schlagwörter
(Deutsch)
Plazenta extravillöser Trophoblast Notch Signalkaskade
Autor*innen
Sandra Haider
Haupttitel (Englisch)
Notch signaling in the human placenta
Paralleltitel (Deutsch)
Notch Signalweg in der humanen Plazenta
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
106 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Martin Knöfler
AC Nummer
AC08210812
Utheses ID
8849
Studienkennzahl
UA | 490 | | |