TY  - GEN
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10896/
ID  - heidok10896
KW  - SHOX 
KW  -  FGFR3SHOX 
KW  -  limb development 
KW  -  short stature 
KW  -  transcription factor 
KW  -  FGFR3
TI  - Identifikation von Zielgenen des Transkriptionsfaktors SHOX in der Gliedmaßenentwicklung
Y1  - 2010///
AV  - public
N2  - Das Gen SHOX (short stature homeobox gene) codiert für einen Transkriptionsfaktor, der für eine korrekte Entwicklung der Gliedmaßen notwendig ist. So führt eine SHOX-Defizienz im Menschen zu verschiedenen Kleinwuchssyndromen, bei denen neben genereller Verkürzung insbesondere des Zeugopodiums (Unterschenkel und Unterarm) auch Fehlbildungen des Handgelenks auftreten können (Leri-Weill-Dyschondrosteosis, Langer-Syndrom, Idiopathischer Kleinwuchs, Turner-Syndrom). Bisher ist mit BNP nur ein SHOX-Zielgen beschrieben worden, doch die molekularen Konsequenzen dieser Regulation sind noch unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war, weitere von SHOX regulierte Gene zu identifizieren, um die Rolle von SHOX während der Gliedmaßenentwicklung besser zu verstehen. In Microarrays und verschiedenen Zellkulturexperimenten wurde ein stark positiver Einfluss von SHOX auf die Expression von FGFR3 und RUNX3 gefunden. Beide Gene codieren für bekannte Faktoren in Gliedmaßenentwicklung und Knochenbildung. Luciferase-Reportergen-Assays in mehreren Zelllinien zeigten einen stark aktivierenden Effekt von SHOX auf den erweiterten FGFR3-Promotor. Auf den RUNX3-Promotorbereich wirkte SHOX ebenfalls moderat aktivierend. ChIP- und EMSA-Ergebnisse lassen vermuten, dass die Regulation von RUNX3 indirekt ist, wäh¬rend SHOX direkt an den erweiterten Promotor von FGFR3 binden kann. Zur Untersuchung dieser Regulationen in der Gliedmaßenentwicklung wurden Experimente in mehreren Modellsystemen zur Chondrozytendifferenzierung durchgeführt. Für RUNX3 konnte in diesen Systemen keine reproduzierbare, SHOX-abhängige Regulation gezeigt werden; möglicherweise ist die in den Zelllinien gefundene Regulation in anderen Geweben oder zu anderen Entwicklungszeitpunkten relevant. FGFR3 wurde jedoch in sogenannten Hühner-Micromass-Kulturen, bei denen embryonale Mesenchymzellen aus den sich entwickelnden Gliedmaßen zu Chondrozyten differenzieren, durch virusvermittelte SHOX-Überexpression herunterreguliert. Diese negative Regulation konnte mittels qRT-PCR und in situ-Hybridisierung nachgewiesen werden und würde eine Erklärung für die sich überwiegend ausschließenden Expressionsmuster beider Gene in den Extremitäten von Hühnerembryonen bieten. Wenn man davon ausgeht, dass die gefundene negative Regulation vor allem im Zeugopodium stattfindet, wie es anhand des Expressionsmusters von SHOX anzunehmen ist, ergibt sich außerdem eine mögliche Erklärung für die bei FGFR3- und SHOX-Mutationen beobachteten Phänotypen im Menschen. So führen FGFR3-Gain-of-Function-Mutationen durch vorzeitige Schließung der Wachstumsfugen zu Zwergwuchs, bei dem vor allem die Knochen des Stylopodiums (Oberschenkel und Oberarm) betroffen sind, während eine SHOX-Defizienz eine Verkürzung insbesondere des Zeugopodiums auslöst. Eine SHOX-Defizienz würde entsprechend der in dieser Arbeit formulierten Hypothese, dass SHOX FGFR3 im Zeugopodium negativ reguliert, zu einer erhöhten Menge von FGFR3 in Ulna und Radius sowie Tibia und Fibula führen, was dort eine schnellere Schließung der Wachstumsfuge und damit die relative Verkürzung dieser Knochen bedingen würde. Andererseits würde SHOX generell die Expression von FGFR3 im Zeugopodium niedriger halten als im Stylopodium, weshalb FGFR3-Gain-of-Function-Mutationen in Humerus und Femur einen stärkeren Effekt zeigen. Klinische Daten aus Patienten, die Mutationen in FGFR3 als auch in SHOX tragen, unterstützen diese Hypothese. 
A1  - Decker, Eva
ER  -