Das WIN-Kolleg

291

1.3. Gewebe-Modulation durch biofunktionalisierte Lipidmembranen
Animale Kappen von Xenopus /^eids-Embryonen, welche im Zwei-Zell-Stadium mit
einem Aktivator des Wnt-Signalweges, Frizzled 7 (Fz7), und einem Inhibitor des
BMP-Signalweges, trunkiertem BMP-Rezeptor injiziert wurden, differenzieren sich
u.a. in Zellen mit Neuralleistenzell-Charakter. Neuralleistenzellen (NLZ) in vivo stel-
len eine pluripotente Zellpopulation dar, welche gekennzeichnet ist durch eine
gerichtete Migration, bevor sie in verschiedene Gewebe differenziert. Bei der Initia-
tion der Migration durchlaufen NLZ einen Symmetriebruch in Form einer epithe-
lial-mesenchymalen Transition, bei der der epitheliale Zellverband aufgelöst wird
und die Zellen einen mesenchymalen Charakter annehmen, indem sie Filopodien
und Lamellipodien ausbilden. Die Ausbildung der Zellausläufer wird ermöglicht
durch die Expression von Cadherin-11. Wir haben animale Kappen, in denen der
NLZ-Charakter induziert wurde, auf Lipidmembranen kultiviert, die mit Cadherin-
1 1 biofunktionalisiert wurden. Wir konnten zeigen, dass eine langfristige Kultivie-
rung auf den Membranen möglich war und von der Interaktion mit der funktiona-
lisierten Membran abhängig war [ 1 ]. Die Zellen adhärierten auf den funktionalisier-
ten Membranen, indem sie Filopodien ausbildeten. Eine Kultivierung auf unfunk-
tionalisierten Membranen war nicht möglich. Die Reaktion auf Cadherin-11 war
spezifisch, da eine Funktionalisierung mit E-Cadherin nicht zur Bildung von Filo-
podien führte. Die Adhäsion erfolgte schrittweise. Zunächst trat eine leichte Adhäsi-
on am Zellrand auf, die unabhängig von der Funktionalisierung der Membran oder
der Induktion der animalen Kappen war. Eine Stabilisierung der Adhäsion erfolgte
dann nur bei induzierten animalen Kappen auf Cadherin-11 funktionalisierten
Membranen. Mittels RIC-Mikroskopie konnte die Adhäsion optisch dargestellt wer-
den und mit der erfolgreichen NLZ-Induktion korreliert werden, welche sich in der
Expression des NLZ-spezifischen Markers Slug ausdrückt.
Um die Induktion der NLZ mit dem Symmetriebruch der epithelial-mesen-
chymalen Transition gezielter untersuchen zu können, soll eine Funktionalisierung
der Lipidmembranen mit dem Wnt-Signalweg-Aktivator Wnt2b eingesetzt werden.
Wnt-Signalmoleküle liegen in vivo als diffundierende Moleküle in Form eines Gra-
dienten vor. Die Form dieses Gradienten und seine Bedeutung für die Induktion des
Zellschicksals sind dabei noch unklar. Wir haben Wnt2b als Fusionsprotein mit
EGFP und His-Tag in der humanen Epithelzelllinie EIEK293 produziert und in sei-
ner Funktionalität untersucht. Die Injektion der mRNA in Xenopus /mCs-Embryo-
nen führte zur Ausbildung einer erhöhten Anzahl an Embryonen mit einer doppel-
ten Körperachse, was auf eine erfolgreiche Aktivierung des Wnt-Signalweges hin-
weist. Allerdings ist eine genauere statistische Analyse noch nicht abgeschlossen. Das
von der Zelllinie produzierte Protein wurde mittels FPLC über Affinitätschromato-
graphie auf den His-Tag aus Zellkulturüberstand aufgereinigt. Das Fusionsprotein
zeigte sich dabei als instabil gegenüber Proteindegradation, so dass bis zur Aufreini-
gung der Zusatz von Protease-Inhibitoren essentiell ist und eine zügige Lagerung
bzw. Verwendung des aufgereinigten Proteins nötig ist. Das aufgereinigte Protein
aktivierte bei Zugabe zu Zellkulturen mit einem Reporter-Gen die Genexpression.
Das Protein ist damit nach dem Vorgang der Aufreinigung aktiv. Wir waren außer-