Differential expression and function of the human chorionic gonadotropin beta subunits
Gynaecology and Obstetrics
Final Report Abstract
Das als Schwangerschaftshormon bekannte humane Choriongonadotropin (hCG) spielt eine entscheidende Rolle in der Frühschwangerschaft des Menschen. Neben seiner klassischen endokrinen Funktion zur Aufrechterhaltung der Progesteronproduktion durch den Gelbkörper sind mittlerweile zahlreiche neue parakrine Wirkmechanismen beschrieben, die die Implantation des Embryos sowie die Plazentation fördern. hCG ist ein heterodimeres Glykoproteinhormon. Die beta- Untereinheit (CGB) wird von sechs verschiedenen Genen kodiert, von denen in der Schwangerschaft vor allem CGB3, 5, 7 und 8 von Bedeutung sind. CGB3, 5 und 8 kodieren für identische Proteine und werden vor allem von der Plazenta und von einigen Tumoren in hohem Maße exprimiert. CGB7 kodiert für ein Genprodukt, das sich in nur drei Aminosäuren von CGB3/5/8 unterscheidet, aber ein deutlich abweichendes Expressionsmuster aufweist: In früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass CGB7 vom sekretorischen Endometrium zum Zeitpunkt der zu erwartenden Implantation produziert wird. Zudem konnten wir nachweisen, dass der Transkriptionsfaktor p53 ausschließlich die Expression von CGB7 durch direkte Bindung an den CGB7-Promotor induziert. Im geförderten Projekt wurden die verschiedenen CGB-Varianten weiter charakterisiert. Da Glykanseitenketten 30 % des Molekulargewichtes von hCG ausmachen und für die Funktion von hCG entscheidend sind, lag ein Schwerpunkt der Arbeiten auf der Analyse der Glykosylierungsmuster der CGB-Isoformen. Zudem wurde untersucht, ob CGB7 und CGB3/5/8 differentielle Funktionen ausüben. Zu diesem Zweck wurden zunächst erfolgreich verschiedene stabil transfizierte Zelllinien erzeugt, um die hCG-Untereinheiten, CGB allein oder zusammen mit der alpha-Untereinheit, rekombinant herstellen zu können. Die rekombinanten Untereinheiten wurden in verschiedenen humanen Zelllinien generiert und aus diesen gereinigt. Die Analyse der N- und O-Glykane ergab keine Unterschiede in den Glykosylierungsmustern der CGB-Varianten, die für eine unterschiedliche Funktion der CGB7-Untereinheit auf der einen sowie den CGB3/5/8-Untereinheiten auf der anderen Seite verantwortlich gemacht werden könnten. Hinsichtlich der vielfältigen für hCG beschriebenen Funktionen haben wir u.a. die Signaltransduktionseigenschaften (MAPK-Signalweg), den Einfluss auf den Zellzyklus sowie immun-modulatorische Effekte der hCG-Varianten verglichen. Hier zeigte sich, dass die hCG-Varianten in den durchgeführten Assays gleichermaßen aktiv waren. Die Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass sich CGB7 und CGB3/5/8 funktionell nicht unterscheiden, aber durch ihre differentielle Expression entsprechende Funktionen zu unterschiedlichen Zeiten und an verschiedenen Orten ausüben können. Diese Feinsteuerung des Zeitpunktes und Ortes der hCG-Expression - beispielsweise maternal oder embryonal - scheint für die unterschiedliche Bedeutung von CGB7 und CGB3/5/8 entscheidend zu sein.
Publications
- Endometrial human chorionic gonadotropin (hCG) expression is a marker for adequate secretory transformation of the endometrium. Archives of Gynecology and Obstetrics (2019) 299:1727–1736
Sindy Schug, Anja Baunacke, Maren Goeckenjan, Lars‑Christian Horn, Gabriele Pretzsch, Gerolf Zimmermann, Henry Alexander
(See online at https://doi.org/10.1007/s00404-019-05130-y)
