Berlin – Neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Epithelzellen und ihren Zusammenhalt haben Wissenschaftler des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und des Experimental and Clinical Research Centers (ECRC) von MDC und Charité in Berlin-Buch gewonnen. Dr. Max Werth, Katharina Walentin und Prof. Dr. Kai Schmidt-Ott identifizierten einen Transkriptionsfaktor (grainyhead-like 2, Grhl2), der die Entstehung und den Zusammenhalt von Epithelzellen steuert. Er tut dies, indem er bestimmt, wieviel von welchen Zellverbindungsmolekülen, die quasi als Brücken zwischen den Zellen fungieren, sich bilden. Die Autoren konnten zeigen, dass Grhl2 über die Bindung an die Erbsubstanz DNA die Herstellung zweier solcher Zellverbindungsmoleküle, E-cadherin und Claudin 4, direkt steuert. (Development 137, 3835-3845, 2010; doi:10.1242/dev.055483)*.
Das könnte für das Verständnis verschiedenster Erkrankungen von Bedeutung sein. So sterben Mäuse, bei denen Grhl2 inaktiviert wurde, früh während der Embryonalentwicklung und zeigen ein offenes Rückenmark (Spina bifida). Die Spina bifida ist eine beim Menschen häufige angeborene Erkrankung, die oft mit schweren Behinderungen einhergeht. Sie ist in Ihrer Entstehung nur teilweise aufgeklärt und Grhl2 könnte einen wichtigen Baustein zu ihrem genaueren Verständnis liefern. Weiterhin spekulieren die Autoren, dass Grhl2 auch in inneren Organen, wie zum Beispiel der Niere, von Bedeutung sein könnte. Die Nierenepithelzellen kleiden die beim Menschen mehrere Kilometer umfassenden Nierenkanälchen (Tubulussystem) aus. Dieses System bildet mit den Nierenkörperchen das Herzstück der Niere, das Nephron. Dort werden die Schadstoffe aus etwa
1 700 Liter Blut pro Tag gefiltert, wovon 180 Liter als Primärharn gesammelt und davon am Ende ein bis zwei Liter als Harn ausgeschieden werden. Die Untersuchungen der Autoren zeigen, dass Grhl2 besonders in dichten, undurchlässigen Abschnitten des Nephrons gebildet wird, die eine Feinabstimmung der Zusammensetzung des Harns vornehmen. Eine Fehlfunktion von Grhl2 könnte dort zu einer Änderung der Zelldurchlässigkeit und anderer Zelleigenschaften führen und damit an so unterschiedlichen Erkrankungen wie Nierenfehlbildungen oder der Entstehung von Bluthochdruck beteiligt sein.
*The transcription factor grainyhead-like 2 (Grhl2) regulates molecular composition of the epithelial apical junctional complex
Max Werth1,2,*, Katharina Walentin1,2*, Annekatrin Aue1,2, Jörg Schönheit1, Anne Wuebken1, Naomi Pode-Shakked3, Larissa Vilianovitch1, Bettina Erdmann1, Benjamin Dekel3, Michael Bader1, Jonathan Barasch4, Frank Rosenbauer1, Friedrich C. Luft1,2, Kai M. Schmidt-Ott1,2,#
* these authors contributed equally
1Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, Berlin, Germany; 2Experimental and Clinical Research Center, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Campus Buch, Berlin, Germany, 3Department of Pediatrics and Pediatric Stem Cell Research Institute, Sheba Medical Center, Tel Hashomer, Israel, 4Department of Medicine, Columbia University College of Physicians and Surgeons, New York, USA
# Corresponding author:Prof. Dr. Kai M. Schmidt-Ott, e-mail: kai.schmidt-ott@mdc-berlin.de