TGF-ß signaling in chondrogenesis - in vivo analysis of Smad protein function by generation of chondrocyte specific knock-out mouse models

• Applicant: Professor Dr. Bernhard Zabel
• Subject Area: Pediatric and Adolescent Medicine
• Term: from 2001 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5334204

Das gesamte Längenwachstum des Skeletts erfolgt fast ausschließlich in der Wachstumsfuge. Dort durchlaufen die Chondrozyten in verschiedenen Zonen eine Abfolge spezifischer Proliferations- und Differenzierungsschritte, an deren Steuerung Mitglieder der TGF-ß-Proteinfamilie wesentlich beteiligt sind. Als Signalmediatoren der TGF-ß-Rezeptoren konnten in jüngster Zeit eine Reihe sogenannter Smad-Proteine identifiziert werden. Die Untersuchung der entscheidenden Rolle von Smad2 und Smad4 in der Chondrogenese entzog sich bisher einer gezielten Analyse, da die entsprechenden knock-out Mutanten in frühen Entwicklungsstadien letal sind. In dem hier beschriebenen Projekt soll durch einen konditionalen knock-out Ansatz diese Frühletalität umgangen und Smad2- bzw. Smad4-Funktionsanalysen in Knorpelgewebe ermöglicht werden. Der Versuchsablauf sieht vor, Expressionskassetten, die u.a. eine Cre-Rekombinase enthalten, unter die Kontrolle des Chondrozyten-spezifischen Typ II-KollagenPromotors bzw. des endogenen Kollagen Typ X-Promotors zu stellen, wodurch eine spezifische Expression der Cre-Rekombinase in proliferierenden bzw. hypertrophen Chondrozyten erreicht wird. Weiterhin sollen zwei Mauslinien generiert werden, die jeweils das erste Exon der Gene Smad2 bzw. Smad4 von IoxP-Sequenzen flankiert werden. Die im Antrag detailliert dargestellte Strategie zielt also darauf ab, die für Smad2 und Smad4 codierenden Gene selektiv in verschiedenen Zonen der Wachstumsfuge auszuschalten und somit ihre umfassende in vivo Analyse zu ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Christiane Stelzer