Titelaufnahme

Titel
Die Rolle des Transkriptionsfaktors HMGA-1 in der Keratinozytendifferenzierung
Weitere Titel
The role of the transcription factor HMGA-1 in keratinocytedifferentiation
VerfasserNiculovic, Aleksandra
Betreuer / BetreuerinZahradnik, Michaela
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Epidermis / Gene silencing / HMGA-1 / Keratinozyten / Keratinozytendifferenzierung / Organotypische Hautmodelle / siRNA / Transfektion
Schlagwörter (EN)epidermis / gene silencing / HMGA-1 / keratinocytes / keratinocyte differentiation / organotypic skin models / siRNA / transfection
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Einleitung: Während der Keratinozytendifferenzierung werden Keratinozyten zu abgeflachten, abgestorbenen und zellkernlosen Korneozyten umgewandelt, wodurch die oberste Hautschicht der menschlichen Epidermis, das Stratum corneum, gebildet wird. An diesem Prozess sind neben vielen anderen Faktoren auch Transkriptionsfaktoren beteiligt. Durch Transkriptomanalysen ist es gelungen unbekannte Transkriptionsfaktoren, darunter HMGA-1, der Haut zu identifizieren.

In dieser Studie untersuchten wir anhand eines in vitro Hautmodells die Bedeutung des Transkriptionsfaktors HMGA-1 für die Keratinozytendifferenzierung sowie die Entwicklung der Epidermis in einem humanen System.

Methoden: Keratinozyten wurden kultiviert, subkultiviert und mit drei verschiedenen HMGA-1 siRNAs transfiziert. Dadurch wurde die Expression des HMGA-1 Gens gezielt blockiert. Die Keratinozytendifferenzierung der HMGA-1 defizienten Zellen wurde in dreidimensionalen in vitro Hautmodellen untersucht. Nach siebentägiger Kultur wurden Präparate für die histologische und immunhistochemische Auswertung, sowie Proteinlysate für Western Blot Analysen, als auch RNA-Lysate für quantitative real-time PCR angefertigt wurden. Die Auswirkungen auf die Keratinozytendifferenzierung wurde mittels differenzierungsspezifischen Markerproteinen (Involucrin, Filaggrin, Keratin 5, Keratin 10, Corneodesmosin) untersucht. Alle Experimente wurden mit drei verschiedenen Keratinozytenspendern durchgeführt.

Ergebnisse: Keratinozyten, bei denen die HMGA-1 Expression mittels siRNA herabreguliert wurde, zeigten nach sieben Tagen in Kultur eine normale Keratinozytendifferenzierung in einem humanen Hautmodell. Sowohl im Hautmodell, als auch in den Ergebnissen der Immunfluoreszenzfärbungen, Western Blot- und PCR Analysen, zeigte sich, dass das Herunterregulieren des HMGA-1 Gens zu keiner veränderten Keratinozytendifferenzierung führte. Es konnte jedoch eine verfrühte Expression von Keratin 10 in den HMGA-1 defizienten Häutchen nachgewiesen werden.

Conclusio: Unsere Daten deuten darauf hin, dass das Fehlen von HMGA-1 keinen signifikanten Einfluss auf die Keratinozytendifferenzierung und die Bildung der Epidermis hat. Die verfrühte Expression von Keratin 10 könnte jedoch auf eine beschleunigte Differenzierung der Keratinozyten hindeuten.

Zusammenfassung (Englisch)

Introduction: During the keratinocyte differentiation keratinocytes become flattened, and transformed dead corneocytes, thereby forming the top layer of skin, the stratum corneum. This process involves, amongst many other factors, also the activation or repression of many transcription factors. Through transcriptome analysis it was possible to analyze several transcription factors, like HMGA-1, which function in the epidermis is still unknown.

This study examines the role of the transcription factor HMGA-1 for keratinocyte differentiation and the development of the epidermis in a organotypic skin model, by gene silencing using siRNA technology.

Methods: Keratinocytes were cultivated, sub-cultivated and transfected with three different HMGA-1 siRNAs. Thus, the HMGA-1 gene was selectively downregulated. Keratinocyte differentiation of HMGA-1 deficient cells was investigated in a three-dimensional in vitro skin model, which was used for histological and immunohistochemical analysis, protein lysates for Western blot analysis and RNA lysates for quantitative real-time PCR. The effects on keratinocyte differentiation were examined by investigating differentiation-specific markers (involucrin, filaggrin, keratin 5, keratin 10, corneodesmosin). All experiments were performed with three different keratinocyte donors.

Results: Our analyses revealed that keratinocytes deficient for HMGA-1 showed a normal keratinocyte differentiation in an organotypic skin model after 7 days of culture. However, we found an enhanced expression of Keratin 10 in the HMGA-1 deficient skin models at earlier time points.

Conclusion: Our data suggest that the HMGA-1 has no significant effect on keratinocyte differentiation and the formation of the epidermis. The early keratin 10 expression in the HMGA-1 deficient skin models suggests an accelerated differentiation process.