Die Bedeutung des Zytokins Cardiotrophin-1 (CT-1)für die Herzzell-Differenzierung embryonaler Stammzellen der Maus

Abstract

Die Haupterkenntnis dieser Arbeit liegt in der Herausarbeitung des Einflusses von CT-1 auf die Kardiomyogenese von ES Zellen. Das untersuchte in vitro Differenzierungspotential ES-Zellen unter CT-1-Behandlung zeigt eine Förderung der Entwicklung in Richtung kardialer Zellen. CT-1 induziert die Expression kardialer Wachstumsfaktoren, Transkriptionsfaktoren und Genen und fördert die Differenzierung funktioneller Kardiomyozyten in ES-Zellen der Maus. Die zentrale Bedeutung von CT-1 als Schlüsselfaktor der Kardiomyogenese wird in den CT-1 siRNA behandelten Zellen deutlich. In den CT-1-defizienten EBs wird die kardiale Differenzierung gehemmt. Dies wird anhand der herunterregulierten Expression kardialer Wachstumsfaktoren, kardialer Transkriptionsfaktoren und kardialer Marker deutlich. Ferner konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung der CT-1 vermittelten Signaltransduktionskaskaden JAK2 und PI3K zur Stimulation der Kardiomyogenese notwendig sind, während die Aktivierung von ERK1/2 und p38 eine untergeordnete Rolle zu spielen scheint. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass CT-1 abhängig von der Freisetzung der intrazellulären Signalmoleküle Kalzium, ROS und NO, in den Zellkern transloziert wird. Das Vorhandensein von CT-1 im Zellkern ist scheinbar von entscheidender Bedeutung für die Expression kardialer Gene. Des Weiteren kommt es nach Hypoxie/Reoxygenierung zu einer vermehrten Expression von CT-1, zur Aktivierung des RISK Signalweges, einer deutlichen Expressionssteigerung von Wachstumsfaktoren und zur Stimulation der Kardiomyogenese. Im Gegensatz hierzu führt chronische Hypoxie zu einer Inhibierung der Differenzierung und zur Hemmung der Herzzelldifferenzierung. Diese Beobachtungen zeigen eine antagonistische Wirkung von akuter und chronischer Hypoxie auf die Kardiomyogenese.