Erzeugung und Charakterisierung einer transgenen aus als Tiermodel für die humane Erbkrankheit <i>Erythrokeratodermia variabilis</i>

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde eine transgene Maus als Modell für die humane Erbkrankheit der Haut <em>Erythrokeratodermia variabilis </em>(EKV) erzeugt. EKV wird im Menschen unter anderem durch eine Punktmutation im Cx31-Gen verursacht, so dass an der Aminosäure-Position 137 F (Phenylalanin) durch L (Leucin) ersetzt wird. <br /> Die Charakteristika der EKV Maus mit dem Genotyp Cx31+/F137L wurden mittels Immunfloureszenz, Immuno-Blot, Southern Blot und Wundheilungsanalysen untersucht. Weiterhin wurde die Cx31F137L Mutation in Zellkultur genauer analysiert. <br /> In HeLa Zellen führt die Expression der Cx31F137L Form zum Absterben der Zellen. In embryonalen HM1 Stammzellen wurde bei heterozygoter Expression der Mutation Cx31F137L eine Reduktion der Neurobiotinkopplung um etwa ein Drittel beobachtet. Diese starke Reduktion der Kopplung deutet auf einen transdominant negativen Effekt auf Cx43 oder Cx45 hin. Eine erhöhte Halbkanalaktivität wurde in ES Zellen, welche die Cx31F137L Mutation ausprägen, nicht nachgewiesen. <br /> Cx31+/F137L Mäuse sind lebensfähig und fertil. Sie zeigen makroskopisch keinen auffälligen Phänotyp und werden normal alt. Die Expression der Cx31F137L in der Epidermis der Mäuse führt bei der Untersuchung von Schwanzschnittwunden zu einer um etwa einen Tag beschleunigten Wundheilung, ebenso wie von Kretz et al., 2004 für Mäuse beschrieben, bei denen Cx43 in der Haut ausgeschaltet wurde. Dies ist ein weiteres Indiz für den Effekt der Cx31F137L Mutation auf Cx43. <br /> In ca. 5% der untersuchten Schwanzhaut der Cx31+/F137L Tiere wurden deutliche Verdickungen der Epidermis und vor allem der Stachelzellschicht (Akanthose) beobachtet. Dieser seltene Effekt ähnelt dem in menschlichen Patienten viel häufiger beobachteten Phänotyp, so dass diese Mausmutante in dieser Hinsicht als Modell für die humane Erkrankung EKV dienen kann. <br /> Patienten mit homozygoter Cx31F137L Mutation wurden bisher nicht beschrieben. Cx31F137L/F137L starben als Embryonen an Tag 8 dpc. Die Expression des Cx31 in der Plazenta kann nicht der Grund dafür sein, da die Ernährung des Embryos zu diesem Zeitpunkt noch über Diffusion erfolgt. Die genaue Todesursache ist daher noch unklar. <br /> Cx31-/F137L Mäuse zeigen keine offensichtlichen phänotypischen Anomalien sondern werden mit erwarteter Häufigkeit geboren. Dieses Ergebnis bestätigt, dass die Cx31F137L Mutation phänotypische Änderungen bei Mäusen und Menschen durch (trans)dominante Wirkungen (auf andere Connexinisoformen) auslöst.