Molekulare Untersuchungen zur Innenohrmorphogenese bei der Maus (mus musculus).

Rinkwitz, Silke

Die Expressionsmuster der Homeoboxgene Nkx5-1, Nkx5-2 und des 'paired box' Gens Pax2 sowie des Tyrosinkinase Rezeptorgens sek wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Innenohrmorphogenese, während der normalen Entwicklung und unter veränderten in vivo und in vitro Situationen, untersucht. Die Expressionsmuster im sich entwickelnden Innenohr von Wildtyp Embryonen stellen die Basis für vergleichende Analysen in verschiedenen Innenohrmutanten der Maus dar. Die fidget Maus, eine Gleichgewicht-Mutante, die mit der Transkriptverteilung des Nkx5-1 Gens im vestibulären Apparat korrelierende Innenohrdefekte aufweist, wurde untersucht. Um Hinweise auf externe, die Innenohrentwicklung steuernde Signale, die insbesondere die Aktivität des Nkx5-1 Gens regulieren, zu erhalten, wurden auch Mutanten, deren Innenohrdefekte auf Hinterhirnmißbildungen zurückzuführen sind (splotch, Hoxa-1), analysiert. Es wurde keine Veränderung in der Expression der untersuchten Gene detektiert. Mittels des Expressionsnachweises des Melanoblasten-spezifischen Markergens Trp2 konnte gezeigt werden, daß in splotch Mausmutanten keine Melanoblasten aus der Neuralleiste in das Innenohrepithel einwandern. In einem hier optimierten Innenohr in vitro Kultursystem wurden einzelne Schritte der Innenohrmorphogenese nachgestellt und demonstriert, daß die in vivo charakterisierten Genexpressionsmuster unter in vitro Bedingungen in Organ- und Organ-ähnlichen Kulturen nachvollziehbar sind. Verschiedene, modifizierende Bedingungen und funktionelle Anwendungen dieses in vitro Modellsystems wurden untersucht und diskutiert.

Differential gene expression during mouse inner ear development was analysed under normal and altered in vivo and in vitro conditions. The expression pattern of the homeoboxgenes Nkx5-1 and Nkx5-2, the paired box gene Pax-2 and the tyrosinkinase receptor genesek was analysed in detail in structures of the developing inner ear. These genes play regulatory roles in transcription or in cell-cell signalling respectively (sek) and may be important for embryonal patterning and/or cell type specification within the inner ear. To investigate signals which regulate especially the activity of the Nkx5-1 gene, the wildtype expression of this gene was compared with those of inner ear mutant embryos. Mouse mutants with primary inner ear defects (fidget) and those with inner ear defects resulting from hindbrain malformations (splotch, Hoxa-1) were analysed. The mouse mutants were also analysed for Nkx5-2, Msx-1, Pax-2 and FGFR2 gene expression. There was no altered gene expression detectable. Further more it could be shown that in splotch mutant embryos migrating melanoblasts from neural crest which populate the inner ear epithelium in wildtype embryos are absent. An inner ear in vitro culture system was established, here the different steps of inner ear morphogenesis such as gene expression pattern could be performed. Modification and functional application of this system were investigated and discussed.

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Rinkwitz, Silke: Molekulare Untersuchungen zur Innenohrmorphogenese bei der Maus (mus musculus).. 1998.

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