Untersuchung zur Rolle der Epigenetik bei der Pluripotenz und chronisch entzündlichen Darmerkrankungen
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Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Rolle der Epigenetik bei den chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) Morbus Crohn (CD) und Colitis ulcerosa (UC) untersucht. Dabei wurde die Promotormethylierung von verschiedenen Kandidatengenen analysiert, die in die Immunantwort oder die intestinale Barrierefunktion involviert sind. Die entzündlichen Colon-Proben der CD-Patienten zeigten für IL17REL im Vergleich zu den nicht-entzündlichen Proben der CD-Patienten und den Kontrollproben sowie für MUC6 nur im Vergleich zu den Kontrollproben eine signifikant höhere Methylierung Die entzündlichen Colon-Proben der UC-Patienten wiesen für MUC6 und IL17REL eine signifikant höhere Methylierung als die nicht-entzündlichen Proben der UC-Patienten und die Kontrollproben auf. Die Methylierung von MUC6 war auch in den nicht-entzündlichen Proben der UC-Patienten im Vergleich zu den Kontrollproben signifikant erhöht. MUC2 und PAX5 zeigten in den entzündlichen Proben der UC-Patienten im Vergleich zu den Kontrollproben eine signifikant höhere Methylierung, MUC15 hingegen eine signifikant niedrigere Methylierung. Diese Befunde unterstützen Literaturdaten, dass die Pathogenese von CED mit Veränderungen der DNA-Methylierung und Genregulation assoziiert ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden murine multipotente adulte Keimbahnstammzellen (maGSCs) und männliche ESCs von verschiedenen Maus-Stämmen vergleichend bezüglich der Methylierung von gesicherten (Oct4 und Nanog) und putativen (Lrrc34 und Stra8) Pluripotenzmarkergenen, von Pluripotenz-assoziierten miRNA-Genen (miR290-Cluster, miR302-Cluster) sowie von vier geprägten Genen (Meg3, H19, Igf2r und Snrpn) untersucht, um die Pluripotenz von murinen maGSCs und den Status von Lrrc34 und Stra8 als Pluripotenzgene zu untermauern. ESCs und maGSCs waren sich bezüglich der Methylierung sehr ähnlich und wiesen eine für pluripotente Zellen typische starke Hypomethylierung von Oct4, Nanog, Lrrc34, miR290 und miR302 im undifferenzierten Zustand sowie einen deutlichen Anstieg der Oct4-, Nanog- und Lrrc34-Methylierung nach Differenzierung mit Retinsäure auf. Die geprägten Gene waren in undifferenzierten maGSCs generell etwas niedriger methyliert als in undifferenzierten ESCs. Nach Differenzierung der maGSCs mit Retinsäure zeigten drei der vier geprägten Gene (Meg3, H19 und Igf2r) eine Erhöhung der Methylierung auf annähernd somatische Methylierungsmuster. Bei einer Differenzierung von ESCs und maGSCs auf Gelatine stieg die Methylierung von Oct4, Nanog, miR-290 und miR-302 in ESCs an, während sie bei maGSCs zurückging oder unverändert blieb. Diese Befunde unterstützen die Pluripotenz und das Potenzial von maGSCs für die regenerative Medizin sowie den Status von Lrrc34 als ein neues Pluripotenzgen.