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123. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

02. bis 05.05.2006, Berlin

Hedgehog Signalweg Aktivierung während akuter Schädigung und Regeneration des exokrinen Pankreas

Meeting Abstract

  • corresponding author V. Fendrich - Klinik für Visceral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Philipps-Universität, Marburg, Deutschland
  • A. Maitra - Department of Pathology, Johns Hopkins Hospital, Baltimore, USA
  • F. Esni - Department of Surgery, Johns Hopkins Hospital, Baltimore, USA
  • G. Feldmann - Department of Pathology, Johns Hopkins Hospital, Baltimore, USA
  • S. Leach - Department of Surgery, Johns Hopkins Hospital, Baltimore, USA

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 123. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 02.-05.05.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. Doc06dgch4590

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2006/06dgch176.shtml

Veröffentlicht: 2. Mai 2006

© 2006 Fendrich et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Der Hedgehog (Hh) Signalweg ist während der Embryonalphase massgeblich an der Steuerung des Zellwachstums sowie der Zelldifferenzierung beteiligt. Im adulten Gewebe spielt Hh eine wichtige Rolle in der Hämostase verschiedener Organe, besonders während der Regeneration nach Gewebsschädigung und der Karzinogenese verschiedener Tumore, wie z.B. dem Pankreaskarzinom. Die Aktivierung dieses Signalweges in zwei scheinbar ungleichen Phänomenen (Regeneration nach Gewebsschädigung und Karzinogenese) hat zu der Hypothese gefûhrt, dass es nach einer Gewebsschädigung zur Aktivierung von somatischen Stammzellen kommt, die bei chronischer Aktivierung direkt zur Karzinogenese beitragen koennten. Gegenwärtig ist nur wenig über die Verteilung von Zellen im adulten exokrinen Pankreas bekannt, die direkt auf Hh Signale reagieren. Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung dieser Zellen und Nachweis einer Beteiligung des Hh Signalweges in der Regenerationsphase nach akuter Gewebsschädigung des exokrinen Pankreas. Ebenso gingen wir der Frage nach, ob durch Blockade des Hh Signalweges die Regeneration des exokrinen Pankreas modifiziert werden kann.

Material und Methoden: Eine akute Gewebsschädigung des exokrinen Pankreas wurde durch intraperitonelae Injektion von Caerulein in C57BL/6J Mäuse erreicht. Eine zweite Gruppe wurde zusätzlich mit Cylopamin, einem spezifischen Inhibitor des Hh Signalweges, behandelt. Um die Zellen zu identifizieren, die direkt auf eine Hh Aktivierung reagieren, benutzten wir eine „lacZ-knock-in“ Reportermaus. In diesen Mäusen wird lacZ unter der Kontrolle des Ptch Promoters exprimiert. Da Ptch ein bekanntes Zielgen des Hh Signalweges ist, bietet sich so die Moeglichkeit, die Hh Aktivierung anhand der lacZ Expression nachzuweisen. Die Pankreata der Mäuse wurden vom ersten bis zum fünften Tag nach iniziierter Gewebsschädigung reseziert. Anschliessend wurde die Aktivität des Hh Signalweges durch Immunohistochemie, Immunofluoreszenz und quantitative Real-time PCR bestimmt. Die LacZ Aktivität wurde durch X-gal-Färbung nachgewiesen.

Ergebnisse: Wir fanden eine deutliche Aktivierung des Hh Signalweges während der Gewebsschädigung und in der Regenerationsphase. Es zeigte sich eine stark positive beta-galactosidase (X-gal) Expression im exokrinen Kompartment des Pankreas, ebenso stark positive Färbung für Gli1 und Ptch in der Immunohistochemie und Immunofluoreszenz. Zudem fanden wir eine Überexpression von Nestin und BMI-1, zwei mutmasslichen Stammzellmarkern. In der quantitativen real-time PCR zeigte sich eine 5-21 fache Überexpression der Hh-Zielgene Ptch, Gli-1, Nestin und BMI-1. Eine Blockade des Hh Signalwegs mit Cyclopamin führte zur Herunterregulierung der Hh Zielgene und Stammzellmarker. Die Blockade des Hh Signalweges führte zu spezifischen morphologischen Veränderungen in der Rgenerationsphase des exokrinen Pankreas.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass der Hh Signalweg während der akuten Gewebsschädigung des exokrinen Pankreas aktiviert wird. Dieser Prozess scheint ebenso eine wichtige Rolle in der Regenerationsphase zu spielen, da die Stammzellmarker Nestin und BMI-1 durch Hh aktiviert werden. Eine Expansion von Stammzellen in der Regenerationsphase des exokrinen Pankreas könnte bei anhaltenden Aktivierung und Umgehung regulatorischer Mechanismen substantiell zur Tumorgenese beitragen.