Die Rolle von Entactin-1 und -2 bei der Skelettmuskelzelldifferenzierung

Abstract

Die beiden ubiquitär vorkommenden Basalmembranproteine Entactin-1 und -2 (auch: Nidogen-1 und -2) dienen vermutlich als Verknüpfung zwischen den selbstaggregierenden Kollagen IV- und Laminin-1-Netzwerken. Die beiden Isoformen zeigen eine ähnliche Verteilung in unterschiedlichen Geweben. Abweichungen gibt es lediglich bei Herz- und Skelettmuskelfasern, in deren Basalmembranen Entactin-2 nur schwach vertreten ist, während Entactin-1 keine unterschiedliche Verteilung aufweist. Vor Beginn dieser Arbeit konnte von unserer Arbeitsgruppe gezeigt werden, dass die beiden Isoformen während des Muskelzelldifferenzierungsprozesses gegenläufig reguliert werden: die Expression des entactin-1-Gens wird reprimiert, während die des entactin-2-Gens stark induziert wird. Diese Ergebnisse wiesen bereits auf eine wichtige, aber unterschiedliche Funktion beider Entactin-Isoformen bei der Skelettmuskelzelldifferenzierung hin. Im Verlauf der vorliegenden Arbeit konnte dann anhand von Zellen, die das entactin-1- und entactin-2-Gen jeweils in sense- und antisense-Orientierung überexprimieren, gezeigt werden, dass Entactin-1 einen positiven Einfluss auf die Myoblastenproliferation sowie einen negativen Einfluss auf den Differenzierungsprozess dieser Zellen hat. Dabei wurde die Auswirkung der entactin-1-Überexpression auf die Expression verschiedener Wachstums- und Differenzierungsmarker untersucht. Im zweiten Teil wurde die Expression des entactin-2-Gens durch siRNAs gehemmt und wiederum der Einfluss dieser Hemmung auf das Wachstums- und Differenzierungsverhalten der Zellen untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Entactin-2 tatsächlich einen negativen Effekt auf die Myoblastenproliferation hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass Entactine wichtige Modulatoren der Myoblastendifferenzierung sind.

The basement proteins entactin-1 und -2 (also called nidogen-1 und -2) probably serve as a link between self assembling collagen IV and laminin-1. Both isoforms show a similar dissemination in different tissues. There are however differences in heart and skeletal muscle fibers, where entactin-2 is expressed only slightly, whereas entactin-1 doesn't show any alterations. Our group showed, before this thesis, that both isoforms are expressed contrary in myogenic differentiation: the expression of the entactin-1 gene is repressed, whereas the expression of the entactin-2 gene is highly induces. These data already suggests important and distinct functions of entactin-1 and -2 in myogenic differentiation. In the process of this thesis we could show, by using cells which overexpress entactin-1 and -2 in sense and antisense orientation, that entactin-1 has a positive influence on myogenic proliferation as well as a negative influence on myogenic differentiation. We observed the influence of the entactin-1 overexpression on various proliferation an differentiation markers. In the second part we inhibited the entactin-2 expression by using si-RNA. Here we could observe that entactin-2 really has a negative effect on myogenic proliferation. These data shows that entactines important modulators of myogenic differentiation are.