Expression und Signaltransduktion des Insulin-/IGF-Rezeptorsystems in Blastozysten des Kaninchens

Abstract

Eine Prädisposition für spätere Erkrankungen im Erwachsenenalter ist an Prozesse bereits in der frühen Embryonal- und Fötalentwicklung geknüpft (Barkerthese). Eine entwicklungsbiologisch äußerst bedeutsame Weichenstellung vor der Implantation erfolgt mit der Ausbildung der Embryoblast- (Em) und Trophoblastzellen (Tr) im Blastozystenstadium. Bei der Blastozystenentwicklung spielt neben der genetischen Veranlagung das Angebot von Nährstoffen im Uterus der Mutter eine entscheidende Rolle. Zu diesen Nährstoffen zählt insbesondere Glukose. Aber auch Stoffwechsel-regulierende Hormone und Wachstumsfaktoren wie Insulin und die Insulin-artigen Wachstumsfaktoren 1 und 2 (IGF1/IGF2) sind von größter Bedeutung. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die zellspezifische Wirkungsweise des Insulin-/IGF-Rezeptor-Systems auf Embryoblast und Trophoblast zu untersuchen. Dazu wurden neben der Expression und Lokalisation der Rezeptoren und Liganden in Blastozysten des Kaninchens (Oryctolagus cuniculus) die aktivierten Signalwege (PI3-K/Akt; MAPK/Erk) nach Insulin- und IGF-Stimulation untersucht. Als Endpunkte dienten die Expressionsdaten von Zielgenen, die für wichtige Entwicklungsprozesse im Embryo kennzeichnend sind, wie c-fos (Mitose), PEPCK, HK (Stoffwechsel) und Bcl-x(L) (Anti-Apoptose). Des Weiteren wurde die Transkription der Stoffwechsel-regulierenden Enzyme PEPCK und HK bei variierenden Glukosekonzentrationen und gleichzeitiger Insulin-Stimulation in vitro untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit gelang es erstmals nachzuweisen, dass die Wachstumsfaktoren des IR/IGF-RSystems und Glukose in den Zelllinien Embryoblast und Trophoblast unterschiedliche molekulare Reaktionen induzieren. Grundlage dieser molekularen Effekte ist die zelllinienspezifische Expression und Funktion der Rezeptoren des Insulin/IGF-Systems in Präimplantationsembryonen.