Epigenetische Schaltstelle bestimmt Entwicklung von Plazentagewebe
Die korrekte Vermehrung und Ausdifferenzierung von Stammzellen ist entscheidend für eine gesunde embryonale Entwicklung.
Ein Freiburger Forscherteam konnte nun zeigen, dass epigenetische Modifikatoren die rechtzeitige Ausbildung des Plazentagewebes kontrollieren und die Balance von undifferenzierten und differenzierenden Zellen garantieren. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
Die Forschergruppe um Prof. Dr. Roland Schüle, Leiter der Zentralen Klinischen Forschung am Universitätsklinikum Freiburg und Mitglied des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg, befasst sich mit den ersten Zelldifferenzierungen in der Entwicklung von Säugetieren. Innerhalb weniger Tage bildet sich aus der befruchteten Eizelle die Blastozyste, die aus zwei Schichten besteht. Während sich aus der inneren Zellmasse der eigentliche Fötus entwickelt, bilden sich aus der äußeren Zellschicht – dem Trophektoderm – Hilfsorgane wie Plazenta und Eihäute. Dafür müssen sich die Trophoblast-Stammzellen zu bestimmten Zellarten entwickeln. Eine strenge Kontrolle der Vermehrung und Differen-zierung dieser Stammzellen gewährleistet, dass ausreichend Zellen für die Bildung von Plazentagewebe zur Verfügung stehen und gleichzeitig ein Reservoir an Stammzellen erhalten bleibt.
Die Stammzellforscher untersuchten, wie epigenetische Modifikatoren die Differenzierung der Trophoblast-Stammzellen steuern. Insbesondere betrachteten sie die Funktion der sogenannten Lysinespezifische Demethylase 1 (Lsd1), die sich als zentrale Schaltstelle für den korrekten Zeitpunkt der Differenzierung erwies. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass Lsd1 in den noch undifferenzierten Zellen den Transkriptionsfaktor Ovol2 unterdrückt, der ansonsten zu einer vorzeitigen Differenzierung, Migration und Invasion der Zellen führt. Gleichzeitig legt Lsd1 fest, zu welcher Zellart sich die Trophoblast-Stammzellen ausdifferenzieren.
Weitere Untersuchungen zeigten, dass ein Mangel an Lsd1 zu einer verringerten Anzahl an Trophoblast-Stammzellen, einer verminderten Gewebebildung und damit zu einer frühen Sterblichkeit des Embryos führt. Somit garantiert Lsd1 die Balance von undifferenzierten und differen-zierenden Zellen, die entscheidend zum Gelingen der embryonalen Entwicklung beiträgt.
Original Publikation:
Lysine-specific demethylase 1 regulates differentiation onset and migration of trophoblast stem cells.
Zhu D, Hölz S, Metzger E, Pavlovic M, Jandausch A, Jilg C, Galgoczy P, Herz C, Moser M, Metzger D, Günther T, Arnold SJ, Schüle R.
Nat Commun. 2014 Jan 22;5:3174
http://www.nature.com/ncomms/2014/140122/ncomms4174/full/ncomms4174.html