Während der frühen Musterbildung der Vertebraten bilden sich aus dem Neuroepithel des Augenvesikels die Domänen des retinalen Pigmentepithels (RPE) und der neuralen Retina (NR). Das klassische Entwicklungsmodell des Wirbeltierauges beschreibt, wie Signale aus dem extraokularen Mesenchym das Zellschicksal in Richtung einer RPE-Entwicklung im proximalen Bereich des optischen Vesikels lenken, während Signale aus dem über dem Augenvesikel liegenden Ektoderm die Domäne der NR induzieren. Im Huhn wird der RPE-spezifische Transkriptionsfaktor Mitf erstmals direkt unterhalb des Oberflächenektoderms im distalen Augenvesikel induziert. Diese Beobachtung führte zu der Hypothese, dass nicht Signale aus dem Mesenchym, sondern aus dem Oberflächenektoderm während der anfänglichen Spezifizierung des RPEs von Bedeutung sind. Um diese Hypothese zu bestätigen, habe ich in dieser Studie embryologische Manipulationen am Hühnerembryo mit molekularen Techniken kombiniert. Ich zeige, dass das Oberflächenektoderm essentiell während der anfänglichen Spezifizierung von Zellen im Augenvesikel ist. Im Vesikelstadium der Augenanlagen konnten Mitglieder der BMP- und WNT-Familie im Oberflächenektoderm nachgewiesen werden. Die Expression dieser Faktoren im Oberflächenektoderm über dem Augenvesikel weist darauf hin, dass diese eine essenzielle Funktion während der anfänglichen RPE-Spezifizierung ausüben. Durch die Kombination von „gain-“ und „loss-of-function“-Studien konnte ich in dieser Studie zeigen, dass BMPs und WNTs miteinander kooperieren, um über einen GSK3-β-abhängigen, jedoch β-Catenin-unabhängigen Signalweg RPE im Neuroepithelium des Augenvesikels zu induzieren. Gemeinsam mit den derzeitigen Fortschritten in der Stammzellbiologie könnten diese Daten dazu beitragen, in vitro funktionale Augengewebe zu generieren und somit bei der Heilung von Augenerkrankungen mitzuwirken.
| Typ des Eintrags: |
Dissertation
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| Erschienen: |
2016 |
| Autor(en): |
Steinfeld, Jörg Martin |
| Art des Eintrags: |
Erstveröffentlichung |
| Titel: |
Die Identifizierung ektodermaler Signalwege während der frühen Augenentwicklung im Huhn |
| Sprache: |
Deutsch |
| Referenten: |
Layer, Prof. Dr. Paul G. ; Nuber, Prof. Dr. Ulrike ; Rohrer, Prof. Dr. Hermann ; Bertl, Prof. Dr. Adam |
| Publikationsjahr: |
12 Januar 2016 |
| Ort: |
Darmstadt |
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Datum der mündlichen Prüfung: |
4 März 2016 |
| URL / URN: |
http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5534 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): |
Während der frühen Musterbildung der Vertebraten bilden sich aus dem Neuroepithel des Augenvesikels die Domänen des retinalen Pigmentepithels (RPE) und der neuralen Retina (NR). Das klassische Entwicklungsmodell des Wirbeltierauges beschreibt, wie Signale aus dem extraokularen Mesenchym das Zellschicksal in Richtung einer RPE-Entwicklung im proximalen Bereich des optischen Vesikels lenken, während Signale aus dem über dem Augenvesikel liegenden Ektoderm die Domäne der NR induzieren. Im Huhn wird der RPE-spezifische Transkriptionsfaktor Mitf erstmals direkt unterhalb des Oberflächenektoderms im distalen Augenvesikel induziert. Diese Beobachtung führte zu der Hypothese, dass nicht Signale aus dem Mesenchym, sondern aus dem Oberflächenektoderm während der anfänglichen Spezifizierung des RPEs von Bedeutung sind. Um diese Hypothese zu bestätigen, habe ich in dieser Studie embryologische Manipulationen am Hühnerembryo mit molekularen Techniken kombiniert. Ich zeige, dass das Oberflächenektoderm essentiell während der anfänglichen Spezifizierung von Zellen im Augenvesikel ist. Im Vesikelstadium der Augenanlagen konnten Mitglieder der BMP- und WNT-Familie im Oberflächenektoderm nachgewiesen werden. Die Expression dieser Faktoren im Oberflächenektoderm über dem Augenvesikel weist darauf hin, dass diese eine essenzielle Funktion während der anfänglichen RPE-Spezifizierung ausüben. Durch die Kombination von „gain-“ und „loss-of-function“-Studien konnte ich in dieser Studie zeigen, dass BMPs und WNTs miteinander kooperieren, um über einen GSK3-β-abhängigen, jedoch β-Catenin-unabhängigen Signalweg RPE im Neuroepithelium des Augenvesikels zu induzieren. Gemeinsam mit den derzeitigen Fortschritten in der Stammzellbiologie könnten diese Daten dazu beitragen, in vitro funktionale Augengewebe zu generieren und somit bei der Heilung von Augenerkrankungen mitzuwirken. |
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Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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Alternatives Abstract | Sprache |
|---|
During early eye morphogenesis in vertebrates the neuroepithelium of the optic vesicle is patterned into an RPE and NR domain. In the classical model of vertebrate eye development a signal released from the extraocular mesenchyme induces an RPE in the proximal part of the optic vesicle, while a signal released from the overlying surface ectoderm induces a neural retina. In the chick the RPE-specific transcription factor Mitf is induced in the distal optic vesicle directly beneath the overlying surface ectoderm. This observation indicates that a signal released from the surface ectoderm rather than a signal from mesenchyme is involved in RPE cell fate specification. To test this hypothesis, embryological manipulations of the developing chick embryo have been combined with molecular techniques. The results indicate that the surface ectoderm is required for the initiation of Mitf expression and, hence, RPE cell fate specification. Furthermore, Bmp- and Wnt-family members have been identified as signals released from the surface ectoderm to induce RPE development in neuroepithelial cells of the optic vesicle. Combining gain- and loss-of-function experiments it has been shown that Bmps and Wnts cooperate via a GSK3-β-dependent, but β-catenin-independent pathway to induce an RPE cell fate in neuroepithelial cells of the optic vesicle. Together with the recent progress of stem cell research, these results could contribute to generating in vitro functional eye tissues and thus treatment of eye diseases. | Englisch |
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| Freie Schlagworte: |
frühe Augenentwicklung, Augenentwicklung, RPE, NR, RPE-Domäne, NR-Domäne,Hühnerembryo, Catenin, Domänenspezifizierung, Transdifferenzierung, Ektoderm, Oberflächenektoderm |
| Schlagworte: |
| Einzelne Schlagworte | Sprache |
|---|
| eye development,early eye development chick, RPE-specification, NR-specification, surface ectoderm, beta-catenin, | Englisch |
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| URN: |
urn:nbn:de:tuda-tuprints-55349 |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): |
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): |
10 Fachbereich Biologie
10 Fachbereich Biologie > Developmental Biology and Neurogenetics |
| Hinterlegungsdatum: |
17 Jul 2016 19:55 |
| Letzte Änderung: |
17 Jul 2016 19:55 |
| PPN: |
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| Referenten: |
Layer, Prof. Dr. Paul G. ; Nuber, Prof. Dr. Ulrike ; Rohrer, Prof. Dr. Hermann ; Bertl, Prof. Dr. Adam |
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Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: |
4 März 2016 |
| Schlagworte: |
| Einzelne Schlagworte | Sprache |
|---|
| eye development,early eye development chick, RPE-specification, NR-specification, surface ectoderm, beta-catenin, | Englisch |
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