Transgene Mausmodelle zur Untersuchung von Nervenzellwanderungen

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden transgene Mausmodelle hergestellt, die eine weitere Aufklärung der Rolle des Transkriptionsfaktors Pax6 bei der Wanderung von Nervenzellen ermöglichen, sowie ein Kultursystem zur Darstellung embryonaler Wanderungen außerhalb des Mutterleibs entwickelt.Bei der YAC-transgenen Mäuselinie PhPax6-taulacZ wird das Reportergen taulacZ unter der Kontrolle des Pax6-Promotors exprimiert. Dadurch ist dort, wo Pax6 im Zellkern vorliegt, der Rest der Zelle über seine gesamte Ausdehnung mit der vom taulacZ-Transgen kodierten tau-b-Galactosidase markiert. Das räumlich-zeitliche Expressionsmuster von Pax6 und dem Transgen taulacZ wurde detailliert untersucht. Dabei wurde eine hohe Übereinstimmung festgestellt. Basierend auf der Darstellung der Zellen in ihrer gesamten Ausdehnung, die durch das taulacZ-Transgen erstmals möglich ist, wurde eine Klassifizierung Pax6-positiver Zelltypen vorgenommen. Zunächst wird Pax6 in Neuroepithelzellen, später in radialen Gliazellen exprimiert.Mit der zweiten transgenen Mäuselinie, PhPax6-tTA, wurde ein Werkzeug hergestellt, das die gezielte und hoch spezifische Expression von beliebigen Transgenen in Pax6-exprimierenden Zellen ermöglicht. In Pax6-positive Zellen der Medulla wurde das Grün Fluoreszierende Protein (GFP) eingeführt und das Wanderungsverhalten in vitro über mehrere Tage dargestellt. Erstmals können mit dieser Linie beliebige Expressionskonstrukte gezielt, hocheffizient und schnell in wandernde Neurone eingebracht werden, ohne störende Hinter-grundexpression in anderen Zellen.

The transcription factor Pax6 has been found to be associated with neuronal migrations. To further elucidate the role of Pax6 in these migrations, transgenic mouse models were developed. Additionally, an organotypic culture system was established that allows to visualize embryonic migrations in vitro.In the YAC transgenic mouse line PhPax6-taulacZ, expression of the reporter gene taulacZ is controlled by the Pax6 promotor. In this line, cells expressing Pax6 in their nucleus will be marked by expression of tau-b-Galactosidase, the enzyme encoded by the gene taulacZ, in their whole periphery. The spatio-temporal expression pattern of Pax6 and the taulacZ transgene was analyzed in detail, revealing a high degree of parallel expression. Based on the whole cell staining performed here for the first time, a classification of Pax6 expressing cell types is proposed. Pax6 is primarily expressed in neuroepithelial cells, and is found in radial glia cells at a later stage.The second transgenic mouse line PhPax6-tTA serves as a new genetic tool, that allows any transgene to be expressed in a targeted and highly specific manner in Pax6 expressing cells. This was demonstrated by introducing the gene encoding the Green Fluorescent Protein (GFP) into Pax6 expressing cells of the medulla. The migration of these cells could be followed in vitro over the course of several days. With this new mouse line, expression constructs can be introduced in a targeted, highly efficient, and quick way into migrating neurons for the first time. Any background expression in other cells, and thus disturbances, is avoided.