cDNA-Microarrayanalyse zur Genregulation in der Kornea von TGF-beta 1 transgenen Mäusen

Zum Aufbau einer differenzierten, transparenten und gefäßfreien Kornea ist die Expression zahlreicher Gene notwendig, deren Natur nicht vollständig geklärt ist. Diese Expression ist gestört bei der Wundheilung der Kornea, die zu einer undurchsichtigen Narbe führen kann, ein Vorgang, bei dem Signale von TGF-β1 eine wichtige Rolle spielen. Auch im Tiermodell führt die Überexpression von TGF-β1 im vorderen Augenabschnitt transgener βB1-Crystallin-TGF-β1 Mäuse zur Ausbildung einer undurchsichtigen, vaskularisierten Kornea. In der vorliegenden Arbeit sollte durch den Vergleich der Genexpression in der Kornea von βB1-Crystallin-TGF-β1 Mäusen mit der von wildtypischen Kontrolltieren ein kompletteres Bild der Gene identifiziert werden, die für die Ausbildung einer differenzierten, transparenten Kornea notwendig sind. Die Hornhäute von transgenen und wildtypischen Mäusen wurden am ersten Tag nach der Geburt mikroskopisch präpariert, um daraus RNA für eine Mikroarray-Analyse zu isolieren. Die nach der Analyse gewonnenen Daten wurden charakterisiert und differentiell exprimierte Gene bestimmten Funktionsgruppen zugeordnet. Mit diesem Ansatz konnten über 200 Gene mit unterschiedlichsten molekularen Funktionen identifiziert werden, die von TGF-β1 reguliert werden. Insbesondere konnte ein umfangreicher Einblick in die Auswirkungen von TGF-β1 auf Synthese von Bestandteilen der extrazellulären Matrix, auf Angiogenese und auf Zell-Zell-Kommunikation erreicht werden. Besonders auffallend war dabei die differentielle Regulation der Genexpression des kornealen extrazellulären Matrixproteins Laminin 5 und des Intermediärfilaments Keratin 14, welches als möglicher Marker für Progenitorzellen des Korneaepithels nachgewiesen wurde. Ebenso konnten Prostaglandin D2 Synthase (Ptgds) und Early Growth Response 2 (Egr2) als Marker der neuronalen und kornealen Differenzierung in der undifferenzierten transgenen Kornea von βB1-Crystallin-TGF-β1 Mäusen als differentiell reguliert beobachtet werden. Auch wurde die Hochregulation des Chemokinliganden BRAK beobachtet, welcher ein antiangiogenetischer Faktor ist und von Follistatin, welches eher angiogenetische Funktionen hat. Die differentielle Regulation der für Connexine von Gap Junctions kodierenden Gene lieferte interessante Hinweise auf die mögliche Bedeutung, die TGF-β1 für die Homöostase der interzelluläre Kommunikation und Differenzierung des kornealen Zellsystems haben könnte. Insgesamt wurden in dieser Arbeit potenzielle Zielgene der Regulation durch TGF-β1 identifiziert und dadurch zukünftige Möglichkeiten der Anwendung in Therapie und Forschung aufgezeigt. Erforderlich wird es allerdings nun sein, die aus der Microarray-Analyse gewonnenen Erkenntnisse in einem zweiten unabhängigen Assay, z. B. durch semiquantitative RT-PCR zu bestätigen. Zukünftige Untersuchungen werden zudem zeigen müssen, wie sich die Regulation der Expression auf Ebene der mRNA in der Proteinbiosynthese widerspiegelt. Westernblot und Immunoblot Untersuchungen bieten dafür gute Möglichkeiten, ebenso wie die Anfertigung von histologischen Schnitten in Spezialfärbungen und Immunhistochemie