Aufklärung der verschiedenen Regulationsmechanismen bei der CYP19A1 Expression in der Wiederkäuerplazenta
Final Report Abstract
In der Wiederkäuerplazenta fusionieren mäßig invasive Trohoblastriesenzellen (TGC) mit maternalen Epithelzellen zu kurzlebigen föto-maternalen Hybridzellen. TGC werden regeneriert indem einkernige Trophoblastzellen (UTC) zu TGC differnzieren. TGC produzieren große Mengen an Östrogenen, die bei der Differenzierung der Trophoblasten und der Geburt eine wichtige Rolle spielen. Ein Großteil der Östrogene wird noch im Trophoblast durch die Sulfotransferase (SULT) 1E1 sulfoniert und inaktiviert. Für das Verständnis der Bedeutung sulfonierter plazentaler Östrogene ist es wichtig, den Ort der Östrogen-Sulfonierung auf der Zellebene genau zu kennen. Aus Experimenten zur Lokalisierung der SULT1E1 im bovinen Trophoblast lagen aber widersprüchliche Resultate vor. Die Östrogenbiosynthese wird durch die Aromatase, kodiert im CYP19A1-Gen, katalysiert. Die Transkription von CYP19A1 ist ein wichtiges Stellglied bei der Östrogenbiosynthese. Die beteiligten CYP19A1-Promotoren sind bei Rind, Schaf und Mensch völlig verschieden und unterliegen möglicherweise verschiedenen Regulationsmechanismen. Der bovine Promotor wird durch ubiquitäre Transkriptionsfaktoren, USF1 und USF2, aktiviert. Es war indes unklar, wie es zur TGC-spezifischen Wirkung dieser Faktoren kommt. Der humane Promotor wird dagegen durch die USF-Proteine gehemmt. Der ovine Promotor war nahezu unerforscht. Ziel unseres Vorhabens war es, die verschiedenen Regulationsmechanismen bei der CYP19A1 Expression in der Wiederkäuer- (Schaf, Rind) und Menschenplazenta vergleichend zu analysieren und aufzuklären. Während der laufenden Arbeiten haben wir uns entschieden, auch die SULT1E1-Expression in UTC und TGC zu untersuchen sowie vergleichende Transkriptomanalysen der UTC und TGC durchzuführen. Aus diesen Arbeiten sind die wichtigsten Resultate entstanden: Wir haben erfolgreich ein optimiertes FACS-basiertes Verfahren zur Anreicherung von UTC und TGC zu 93 ± 3% entwickelt. Mit Hilfe dieser UTC und TGC konnten wir widersprüchliche Ergebnisse zur Lokalisierung der SULT1E1 im bovinen Trohoblast aufklären und feststellen, dass die UTC die Hauptquelle sulfonierter Östrogene in der bovinen Plazenta sind. Unsere vergleichenden Untersuchungen der globalen Genexpressionsmuster in UTC und TGC haben ergeben, dass different exprimierte Gene besonders mit intrazellulären Signalwegen, der Organisation der extrazelllären Matrix (ECM) und des Zytoskeletts sowie der Regulation der Zellmigration assoziiert sind. Die TGC enthielten zahlreiche Transkripte G-Proteingekoppelter- und olfaktorischer Rezeptoren. Vermutlich spielt Chemotaxis bei der Migration der TGC eine Rolle.
Publications
- (2014) Estrogen-specific sulfotransferase (SULT1E1) in bovine placentomes: Inverse levels of mRNA and protein in uninucleated trophoblast cells and trophoblast giant cells. Biology of Reproduction 91:4
Polei M, Viergutz T, Tomek W, Schuler G & Fürbass R
(See online at https://doi.org/10.1095/biolreprod.114.118760)
