Gewebespezifische Aktivierung des Erythropoietin-Gens durch den Wilms’ Tumor- Suppressor 1

Abstract

Der hämatopoietische Wachstumsfaktor Erythropoietin (Epo) wird entwicklungsabhängig in der fetalen Leber und später in der ausgereiften Niere exprimiert. Gewebespezifische Regulationsmechanismen des Epo-Gens sind bislang unzureichend geklärt. Der Wilms’ Tumor-Suppressor 1 (Wt1) ist für die normale Entwicklung des hämatopoietischen Systems relevant. Ziel der Dissertation war es, die Relevanz des Transkriptionsfaktors Wt1(-KTS) auf die Expression des Epo-Gens zu analysieren. In humanen embryonalen Nierenzellen (HEK 293), die unter Normoxie kein Epo exprimieren, konnte nach stabiler Überexpression der Wt1(-KTS) Isoform eine Induktion der Epo mRNA und Protein-Expression gezeigt werden. Dieser Effekt war durch Hypoxie (1% O2) nicht potenzierbar. In der Leber embryonaler Mausmutanten mit homozygoter Wt1-Defizienz (Wt1-/-) wurde eine verminderte Epo mRNA-Expression im Vergleich zum Wildtyp nachgewiesen. Diese Ergebnisse weisen auf eine relevante Funktion von Wt1(-KTS) für die hepatische Epo-Expression während der embryonalen Entwicklung hin. Zur Identifizierung anderer Zelltypen, in denen Wt1(-KTS) die Epo-Expression regulieren könnte, wurde mittels immunhistochemischer Färbungen von Geweben der embryonalen/ fetalen Maus und der adulten Ratte die Expression von Epo und Wt1 untersucht. In der adulten Ratte konnte Wt1 in den Podozyten der Glomeruli der Nieren sowie nach hypoxischer Stimulation Wt1 und Epo in Hepatozyten, die um die Zentralvene lokalisiert waren, nachgewiesen werden. Beide Proteine waren ebenfalls im sich entwickelnden Riechhirn und im Auge der embryonalen Maus co-lokalisiert. Zusammengefasst konnte Wt1(-KTS) als neuer transkriptioneller Regulator für die gewebespezifische Epo-Expression identifiziert werden.

The molecular mechanisms of the developmental-stage and tissue-specific regulation of the erythropoietin (Epo) gene are poorly understood. Recent findings indicate that the Wilms’ tumor suppressor (Wt1) might play a role in hematopoiesis. Herein, we tested the hypothesis that Wt1(-KTS) acts as a transcriptional regulator of the Epo gene. Under normoxia, Epo mRNA and protein expression was induced in human embryonic kidney (HEK) 293 cells with forced expression of Wt1(-KTS). Hypoxia (1% O2) did not increase this effect. Furthermore, we detected a lower amount of Epo mRNA in the liver of embryonic Wt1-/--deficient mice than in wild-type mouse embryos from the same littermate. Our data indicate that Wt1 has a pivotal role for hepatic Epo gene expression during embryonic development. To elucidate further the implication of Wt1 in regulating Epo gene expression in vivo, double-immunofluorescent labeling of Wt1 and Epo proteins was performed in various organs of developing mice and adult rats. In adult rat kidney, Wt1 was detected in the podocytes of the glomeruli. Wt1 and Epo expression was found in hepatocytes localized around the portal vein of the adult liver. Both proteins have also been colocalized in the developing murine olfactory bulb and eye. In summary, we identified Wt1(-KTS) as a novel transcriptional activator of the tissue- specific expression of Epo.