Wnt/β-catenin signaling regulates cell proliferation in the sea anemone Nematostella vectensis

Die Regulierung adulter Stammzellen ist essentiell fur Homoostasis von Zellen und Geweben und eine Storung dieser Regulierung kann zu Krankheitsbildern wie zum Beispiel Krebs fuhren. Die Seeanemone Nematostella vectensis kann ihr Gewebes zu 100% regenerieren und sich uber Knospung asexuell fortpflanzen. Zusatzlich zeigt dieses Nesseltier keinerlei Anzeichen von zeitabhangiger Seneszenz. Wegen all dieser Eigenschaften konnen Studien in N. vectensis Einblicke in die Grundlagen der Stammzellregulierung gewahren. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde mittels Langzeit-EdU-Kennzeichnung gezeigt, dass das Gewebe von adulten Nematostella Polypen nicht fortlaufend ersetzt wird wie das von anderen regenerativen Tieren, sondern, dass es in Nematostella einen Proliferationsgradienten gibt, der im oralen Bereich hoch und im aboralen Bereich niedrig ist. Weiteres wurden proliferative Kompartimente im Pharynx dieser Tiere entdeckt, die den Stammzellnischen von Bilateria grob ahneln. Mittels genetischem Fate-mapping konnen Zelllinien prazise untersucht werden und in dieser Arbeit werden die ersten erfolgreichen Schritte prasentiert die es ermoglichen, ein Cre/loxp System in Nematostella zu etablieren. Der Wnt/β-catenin Signalweg wird mit der Regulierung von adulten Stammzellpopulationen in Bilateria in Zusammenhang gebracht. Die Chemikalie Azakenpaullone, ein Aktivator des β-catenin Signalwegs, bewirkt in Nematostella eine Zunahme von EdU-gekennzeichneten Zellen im Ektoderm von Embryos und im Korper von Juvenilen. Dies lasst darauf schliesen, dass β-catenin die Zellproliferation steuert. Eine Untersuchung der Komponenten des Wnt/β-catenin Signalwegs mittels in situ Hybridisierung hat gezeigt, dass die Gene Axin, Apc und Tcf genetische Ziele von β-catenin sind und, dass die sezernierten Faktoren Wnt1, Wnt4, WntA und sFRP positiv und negativ reguliert sind. Weitere Experimente zeigten auch, dass β-catenin die Balance der differenzierten Zellen beeinflusst. Zusatzlich wurden die Expressionsmuster der konservierten mitogenen β-catenin Zielgene durch hinaufreguliertes β-catenin verandert. Diese Ergebnisse lassen darauf schliesen, dass β-catenin in N. vectensis tatsachlich die Zellproliferation und -differenzierung reguliert und, dass manche Aspekte der Regulierung von adulten Stammzellen, wie sie in Bilateria vorhanden sind, moglicherweise bereits sehr alt sind.