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Abstract

Der Mammillarkörper ist ein großer Kern im kaudalen Hypothalamus, der essentiell für die Bildung von Erinnerungen ist. Patienten mit einem degenerierten Mammillarkörper können keine neuen Erinnerungen bilden (anterograde Amnesie; Wernicke-­Korsakoff-­Syndrom). Trotz dieser wichtigen Aufgabe sind die genetischen Faktoren, die die Entwicklung dieses Kerns regulieren, noch unbekannt. Der Transkriptionsfaktor Lhx5 ist während der Entwicklung spezifisch im Mammillarkörper exprimiert. In dieser Arbeit analysierte ich durch in situ Expressionsanalysen, DNA-­Microarrays, qRT-­PCR, ChIP-­Seq und Luciferase-­Assays eine Lhx5-­mutante Mauslinie. Meine Ergebnisse zeigten, dass Lhx5 ein Netzwerk von Genen reguliert, die essentiell für die Spezifizierung des Mammillarkörpers sind. Als erstes zeigte ich, dass in diesen Mäusen der Mammillarkörper schon früh in der Entwicklung fehlt. Anschließend konnte ich reduzierte Proliferation und erhöhte Apoptose als Gründe für den Verlust ausschließen. Um das Schicksal der Zellen des Mammillarkörpers zu untersuchen, nutzte ich die Foxb1-­Cre x ROSA26R Mauslinie, die diese Zelllinie markiert. Indem ich Lhx5-­mutante Mäuse mit dieser Linie kreuzte, konnte ich zeigen, dass, obwohl die Foxb1-­Linie in der Lhx5-­Mutante stark reduziert war, die wenigen Zellen des Mammillarkörpers ihre korrekte anatomische Position einnahmen. Des Weiteren hat diese reduzierte Anlage ihre molekulare Identität verloren. Mithilfe von Microarray-­, qRT-­PCR-­ und in situ Expressionsanalysen identifizierte und validierte ich Gene, die in dieser Region downstream von Lhx5 sind und Aufgaben in der transkriptionellen Regulation, Zelladhäsion und Signalgebung haben. Zwei dieser Kandidaten (Otp und Olig2) sind für ihre essentielle Rolle in der Entwicklung des Mammillarkörpers bekannt. Ein anderer Kandidat (Tbx3) wird für die Entwicklung der gesamten ventralen Mittellinie des Hypothalamus benötigt. Die starke Reduktion der Expression dieser drei Gene ist bereits ausreichend, um den mutanten Phänotyp zu erklären. Schließlich konnte ich durch ChIP-­Seq und Luciferase­‐Assays zeigen, dass die Expression von Tbx3 unter der direkten Kontrolle von Lhx5 steht. Tbx3 wird für die Repression von Shh, einem nötigen Schritt in der Entwicklung dieser Region, benötigt. Dementsprechend war das Gebiet der Shh-­Expression im Lhx5-­mutanten Hypothalamus ausgedehnt. Zusammenfassend zeigen meine Ergebnisse, dass Lhx5 eine Kaskade von Transkriptionsfaktoren (sowie anderer Effektoren) kontrolliert, die für die Spezifizierung des Mammillarkörpers und somit für die Bildung eines gedächtnisbildenden Gehirnbereichs benötigt werden.