Der Reelin/Thrombospondin Signalweg in Granulosa Zellen

Der Reelin Signalweg stellt sicher, dass bei der Embryonalentwicklung des Hirns im Säugetier der schichtweise Aufbau der Neuronen korrekt abläuft. Die Schlüsselkomponenten dieses Signalwegs sind Reelin, das von spezialisierten Neuronen sezerniert wird, die Reelin Rezeptoren ApoER2 und VLDL Rezeptor, und das intrazelluläre Adaptermolekül Dab1. Bei Fehlen einer dieser Komponenten kommt es während der Hirnentwicklung zu neuroanatomischen Defekten, die sich im charakteristischen "Reeler-Phänotyp" manifestieren. Darüber himaus spielt Thrombospondin als alternativer Ligand für die Rezeptoren ebenfals eine bedeutende Rolle in der Entwicklung des Riechhirns. Interessanterweise sind sowohl Reelin und Thrombospondin als auch die Rezeptoren in Hühnerfollikel exprimiert. Die Follikelentwicklung in eilegenden Spezies ist in vieler Hinsicht unterschiedlich zu der korrespondierenden Entwicklung in Säugetieren. Da bei diesen Tieren nach der Eiablage keine weitere Verbindung mehr zum Muttertier besteht, müssen im Ei bereits alle lebensnotwendigen Komponenten, die die befruchtete Eizelle benötigt, um sich zu einem Embryo und einem lebensfähigen Tier zu entwickeln, in der Eizelle vom Muttertier mitgegeben werden. Diese Notwendigkeit bedingt die Bildung enorm großer Eizellen (die Eizelle des Hühnereies wiegt im reifen Stadium ca. 15 Gramm und hat einen Durchmesser von 3 cm) und damit einhergehend eine spezielle Physiologie des Eierstockes und der Follikel. Dieses Projekt hat das Ziel, die Hypothese, dass ApoER2 und VLDLR im Zusammenspiel mit Reelin und/oder Thrombospondin in Granulosazellen, die in Follikeln von eilegenden Spezies das Wachstum der Eizelle unterstützen, an Signaltransduktionsketten beteiligt sind, die das Follikelwachstum regulieren. Wir erwarten uns, dass wir durch die Ergebnisse dieser Arbeiten Aspekte der nicht-neuronalen Reelin/Thrombospondin-Signaltransduktion im Detail beschreiben und damit molekulare Mechanismen der Follikelentwicklung aufklären können. Diese Arbeiten werden somit einen enormen Impakt auf die Reproduktionsbiologie von eilegenden Spezies haben.

ApoER2 und VLDL Rezeptor sind im Zentralnervensystem als Signaltransduktoren im Reelinsignalweg beteiligt. Dieser Signalweg wird von Reelin, das von spezialisierten Zellen des ZNS sezerniert wird durch Bindung an ApoER2 und VLDLR die auf wandernden Neuroblasten exprimiert werden, ausgelöst. In den Zielzellen wird durch das Reelin Signal Dab1 phosphoryliert wodurch die korrekte Positionierung von Neuronen während der Embryonalentwicklung in laminierten Strukturen des Zentralnervensystems orchestriert wird. Dieselben Rezeptoren sind aber auch im Follikel von eilegenden Spezies exprimiert. Der VLDL Rezeptor sitzt in der Zellembran der wachsenden Eizelle und vermittelt die Endozytose von Dottervorstufen, die in der Leber der Henne synthetisiert werden. Eine Variante des VLDL Rezeptors wird von den Granulosazellen exprimiert. Granulosazellen bilden im Follikel eine Zellschicht um die wachsende Eizelle und unterstützen das Eizellwachstum. Im ersten Teil dieses Projektes konnten wir zeigen, dass auch ApoER2 und Dab1 in Granulosazellen exprimiert wird. Zusätzlich entdeckten wir, dass Reelin von Thekazellen sezerniert wird. Thekazellen bilden die äußerste Zellschicht des Follikels und unterstützen die Follikelreifung durch Synthese verschiedener Hormone. Somit existiert im Hühnerfollikel potentiell eine ähnliche Signalkskade, die im Hirn die neuronale Schichtung steuert. In weiterer Folge gelang es uns zu zeigen, dass diese Signalkaskade tatsächlich im Follikel funktionell ist. Somit scheinen Granuloszellen während der Follikelreifung über Reelin von den Thekazellen stimuliert zu werden. Während der Expressionsstudien von Dab1 im Hühnerfollikel entdeckten wir die Expression von einer verkürzten Variante von Dab1. Im zweiten Teil des Projektes konnten wir zeigen, dass diese Variante den Reelin Signalweg inhibiert. Somit besteht im Follikel ein komplexes Signalnetzwerk mit intrinsischen Inhibitoren, die die Follikelreifung steuern.