Neuralleiste: YAP zieht Zellen die Wanderschuhe an

23. März 2016
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Das Protein YAP spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung der menschlichen Neuralleiste. Im Zellmodell wurde gezeigt, dass YAP in Kombination mit Retinsäuren dafür sorgt, dass Neuralleisten-Zellen die Eigenschaften entwickeln, die sie zum Wandern befähigen.

Weiter wachsen oder sich spezialisieren? Am Ort bleiben oder wandern? Woher wissen Zellen in den Körpern von Menschen und anderen Säugetieren, wie sie sich entwickeln und was sie tun sollen? Der Hippo/YAP-Signalweg spielt eine wichtige Rolle, wenn sich die Zellen der Neuralleiste im menschlichen Embryo für eine bestimmte Funktion spezialisieren und an ihren Zielort wandern. Das haben Forscher um Erstautor Dr. Christopher J. Hindley von der Universität Freiburg gezeigt.

YAP verhindert Zelldifferenzierung

Die Erkenntnisse des Teams sollen dazu beitragen, Entwicklungsprozesse der Neuralleiste und damit in Verbindung stehende Erkrankungen wie zum Beispiel Neurokristopathien besser zu verstehen. Des Weiteren sollen die Entdeckungen Prozesse erklären, die Tumore wie Neuroblastome verursachen und mit denen Zellen Signale aus ihrer Umgebung aufnehmen und verarbeiten.
Damit sich menschliche Embryonen fehlerfrei entwickeln, müssen bestimmte Vorgänge in einer genauen Abfolge ablaufen. Diese Prozesse werden von komplexen Signalnetzwerken gesteuert. Bei der frühen Entwicklung von Wirbeltieren entsteht die Neuralleiste. Sie ist eine Zellpopulation, die im weiteren Verlauf viele verschiedene Zelltypen hervorbringt. Diese Zellpopulation stammt von einer röhrenförmigen Struktur ab, aus der sich später das Rückenmark und das Gehirn entwickeln. Die Zellen der Neuralleiste ändern ihre Form und wandern, während sie sich weiter spezialisieren, zu ihren jeweiligen Zielregionen im Körper. Der Hippo/YAP-Signalweg nimmt örtliche Signale aus der Umgebung auf und steuert die Proliferation in einer Reihe von Stammzell- und Gewebesystemen wie Haut, Darm und Leber.

Die Forscher haben mit menschlichen Stammzellen und Krebszelllinien analysiert, welche Rolle der Hippo/YAP-Signalweg bei der Differenzierung und Entwicklung der Neuralleiste spielt. Sie haben herausgefunden, dass das Vorhandensein von YAP mit einer erhöhten Stammzellfähigkeit der neuralen Zellen einhergeht, während es deren Differenzierung verhindert. Die Wissenschaftler haben zudem eine weitere Zellpopulation beobachtet, die sich durch eine hohe Aktivität von YAP auszeichnet. Bei dieser war die Kombination der Moleküle, die sich an der Zelloberfläche befinden, verändert. Abkömmlinge des Vitamin A, die Retinsäuren, sind dafür bekannt, dass sie die Zellen der Neuralleiste beeinflussen. Die Forscher zeigten im Zellmodell: YAP sorgt in Kombination mit Retinsäuren dafür, dass Neuralleisten-Zellen die Eigenschaften entwickeln, die sie zum Wandern befähigen.

Originalpublikation:

The Hippo pathway member YAP enhances human neural crest cell fate and migration.
Christopher J. Hindley et al.; Scientific Reports, doi: 10.1038/srep23208; 2016

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