Der Einfluss der PGC-Master-Regulatoren Blimp1, Prdm14 und Tfap2c auf das licensing der Keimzellen - die Kontrolle der Pluripotenz und die Kanalisierung in die Unipotenz

• Antragsteller: Professor Dr. Hubert Schorle
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 284859850

Keimzellen sind Zellen, welche für den Fortbestand der Art zuständig sind. Bei Säugern werden Keimzellen im frühen Embryo als primordiale Keimzellen (PGCs) spezifiziert und migrieren danach zu den Gonaden, wo sie sich zu Ei und Samenzelle weiter entwickeln. Hierbei werden aus pluripotenten Zellen des Epiblasten, latent pluripotente Zellen (die PGCs) welche danach unipotent (in den Gonaden) zu Ei und Samenzelle differenzieren. Die Kontrolle der Pluripotenz und die Kanalisierung in die Unipotenz ist ein Prozess, welcher bisher nur in Ansätzen verstanden ist. Die Tatsache, dass Störungen der molekularen Kaskaden zu Keimzelltumoren oder Sterilität führen können zeigt, dass ein tieferes Verständnis auch für Krankheitsentwicklung nötig ist. Im vorliegenden Antrag wollen wir untersuchen ,in wie weit die Überexpression der drei Master-Regulatoren der Keimzellspezifikation (Blimp1, Tfap2c und Prdm14) mit der Kanalisierung der Pluripotenz in die Unipotenz interferieren. Wir werden die Gonaden an verschiedenen Tagen der Entwicklung analysieren und Differenzierungsgrad der Keimzellen messen. Danach werden wir PGCs in Kultur bringen und die daraus entstehenden Embryonic Germ cells (EGCs) untersuchen. Unsere Hypothese ist, dass bei den transgenen Tieren die Etablierung der EGCs auch zu späteren Zeitpunkten als bei wildtyp Tieren (E10.5) möglich ist. Dies würde zeigen dass durch die Expression der Transgene die Kanalisation der PGC in die Unipotenz gestört ist. Ein weiteres Ziel ist die Frage, in wie weit diese Überexpression zur Bildung von Keimzelltumoren führt. Humane Keimzelltumoren exprimieren TFAP2C und BLIMP1, PRDM14 wurde unlängst als Kandidatengen für Keimzelltumoren beschrieben. Wir gehen davon aus, dass wir bei adulten Tieren einen auf das jeweilige Transgen zurückgehenden unterschiedlichen Keimzelltumor erzeugen und analysieren können. Weitere Untersuchungen gehen mit einem Teratom Assay der Frage nach, ob die Expression der Transgene in den erhaltenen EG-Linien die Pluripotenz beeinflusst. Unsere Hypothese ist, dass diese transgenen EG-Linien sich nicht wie wildtyp-EG-Linien ein Teratom bilden, sondern je nach Transgen ein Carcinoma in situ (Blimp1), embryonales Karzinom (Prdm14) oder Tumor mit extraembryonaler Differenzierung (bei Tfap2c) entwickeln. Diese Ergebnisse werden wir mit den Daten aus den im Testes entstandenen Tumoren vergleichen und Rückschlüsse auf den Beitrag des unterschiedlichen Tumor-Mikroenvironments (Somatisch vs. Testes) ziehen.Dieses Projekt wurde mit Daten, Techniken und Eindrücken aus dem von der DFG finanzierten Sabbatical des Antragstellers bei Prof Dr. D. Page am Whitehead Institute/MIT initiiert. Die vorgeschlagenen Experimente sind zwar ambitioniert, der Antragsteller hat jedoch Kooperationszusagen von Prof. D. Page und Prof. Dr. D. deRooij die es Ermöglichen werden, die Experimente mit der nötigen Tiefe zu analysieren. Somit hat das Sabbatical die Chance eröffnet, die Zusammenarbeit dieser Labors zu vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen