Primitive extraembryonale Endoderm (pXEN) Stam-Zelllinien der Ratte repraesentieren wahrscheinlich die festgelegten Vorläufer des extraembryonalen. Die im mesenchymalen Zustand gehaltenen pXEN-Zellen können in vitro weiter zu parietalen und viszeralen Endoderm-ähnlichen Zellen differenzieren. pXEN-Zellen zusätzlich halten moderate Konzentrationen des ICM-Markers Oct4 aufrecht. Die Bedeutung von Oct4 in pXEN-Zellen ist jedoch unbekannt.
Bei höheren Zelldichten, beobachteten wir eine erhöhte Oct4-Expression und gleichzeitig eine Tendenz zu Epithelialisierung (MET) und viszeral endodermaler (VE) Differenzierung. Um zu klären, ob die Oct4-Expression kausal beteiligt ist, modulierten wir die Oct4-Konzentration. Transienter Knockdown von Oct4 reduzierte tendenziell die Expression von MET / VE-assoziierten Genen; umgekehrt förderte die Doxycycline-induzierte Expression eines menschlichen Oct4-Transgens die MET / VE-Differenzierung und verhinderte die Bildung charakteristischer Gang-Strukturen. Im letzteren Fall ging dem MET eine anfängliche Zell-Verlängerung und eine erhöhte Zellmotilität voraus.
Da ein GSK3-Inhibitor und Activin A auch den MET / VE-Phänotyp stimulierten, fragten wir uns, ob Oct4 über die Wnt/β-Catenin oder TGFβ Signalwege wirkt. Die verschiedene Schritte der Wnt/β-Catenin Signalgebung hemmen, blockierten die hOct4-induzierte MET- und VE-Expression nicht. Im Gegensatz dazu verhinderte Repsox, ein Inhibitor von Alk5 (TGFBR1), das hOct4-induzierte MET und die Expression von MET- und VE-Genen und stimulierte eher die Expression von parietalen Endoderm (PE) Genen.
Zusammengefasst zeigen diese Daten eine Rolle für Oct4 bei der MET / VE-Differenzierung auf, wahrscheinlich durch Stimulation eines TGFβ Signalweges. Weiterführende Experimente sind erforderlich um zu bestimmen, wie die zwei Prozesse der MET- und VE-Differenzierung innerhalb der extraembryonalen Endoderm-Linie unterschieden und in Beziehung gesetzt werden. / Rat primitive extraembryonic endoderm (pXEN) cell lines appear to represent the committed precursors of the extraembryonic endoderm. The pXEN cells maintained in the mesenchymal state can further differentiate to the parietal endoderm and visceral endoderm like-cells in vitro. In addition, pXEN cells maintain moderate levels of the ICM marker Oct4, a transcription factor that plays important roles in pluripotency, plasticity, and differentiation. However, the significance of Oct4 in pXEN cell lineage specification is unknown.
We observed that rat pXEN cells show increased Oct4 expression at higher densities, a condition that also promotes their epithelialization (MET) and visceral endodermal (VE) differentiation. In order to elucidate whether the Oct4 expression is causally involved, we modulated the Oct4 levels. Transient knockdown of Oct4 tended to reduce the expression of MET/VE-associated genes; conversely, the doxycycline-induced expression of a human Oct4 transgene promoted MET/VE differentiation and prevented the formation of characteristic duct structures. In the latter case, the MET was preceded by an initial elongation and increased cell motility.
Since GSK3 inhibitor and Activin A also stimulated the MET/VE phenotype, we then asked whether Oct4 acts through the Wnt/β-catenin or TGFβ pathways. Wnt inhibitors did not block the hOct4-induced MET and VE expression. By contrast, Repsox, an inhibitor of Alk5 (TGFBR1), prevented the hOct4-induced MET and the expression of MET and VE genes and rather stimulated the expression of parietal endoderm (PE) genes.
Taken together, these data indicate a role for Oct4 in MET/VE differentiation via stimulation of TGFβ signaling. Further work is needed to determine how the two MET and VE differentiation processes are distinguished and related within the extraembryonic endoderm lineage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/23767 |
| Date | 29 July 2021 |
| Creators | Han, Dongjun |
| Contributors | Kurtz, Andreas, Pombo, Ana, Landthaler, Markus |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | (CC BY 4.0) Attribution 4.0 International, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
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