Metabolische Prägung von Präimplantationsembryonen bei Säugern: Expression und Methylierung von Insulin-artigen Wachstumsfaktoren und Rezeptoren.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Wir haben die Wirkung von Insulin und des Insulin like growth factors l (IGF1) auf die Blastozystenentwicklung und -differenzierung untersucht. Die beiden Wachstumsfaktoren wirken unterschiedlich auf den Embryoblast und Trophoblast. Insulin wirkt als Wachstumsfaktor und als Regulator von metabolischen Prozessen auf den Embryoblasten und Trophoblasten. IGF1 dagegen wirkt nur mitogen und nur auf den Embryoblasten. Die selektive Wirkung von Insulin und IGF1 beruht auf der unterschiedlichen Ausstattung des Embryoblasten und Trophoblasten mit Insulin- und IGF1-Rezeptoren. IGF1 und IGF2 werden von Embryo selbst produziert und sind hauptsächlich Wachstumsfaktoren des Embryoblasten. Die Wirkungen von Insulin und IGF1 sind vom Stadium der embryonalen Differenzierung, d.h. von einem bestimmten Zeitfenster der Entwicklung, abhängig. Bereits in relativ kurzen zeitlichen Abständen treten deutlich unterschiedliche und gut abgrenzbare Wachstumsfaktorwirkungen auf. Die Einleitung der Gastrulation in vitro ist nur unter Zugabe von Insulin möglich. Insulin induziert die Expression des mesodermalen Markers Brachyury. Die nachfolgende Mesodermausdehnung dagegen wird durch Insulin gebremst und von IGF1 gefördert. Der Embryo ist glukosesensitiv und reagiert auf ein verringertes Glukoseangebot mit der Heraufregulation der Glukoneogenese (gemessen über die Transkription des Schlüsselenzyms PEPCK). Die Glukosesensitivität besitzen sowohl Embryoblast als auch Trophoblast. PEPCK wird zusätzlich durch Insulin reguliert. Diese Regulation ist abhängig von der Entwicklung des Embryos. Die Insulinwirkung auf PEPCK ist in der expandierten 6 Tage alten Blastozyste auf den Trophoblasten beschränkt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2004) Insulin acts via mitogen-activated protein kinase phosphorylation in rabbit blastocysts. Reproduction 128:517-26
Navarrete Santos A, Tonack S, Kirstein M, Pantaleon M, Kaye P, Fischer B
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(2004) Two insulin-responsive glucose transporter isoforms and the insulin receptor are developmentally expressed in rabbit preimplantation embryos. Reproduction 128: 503-16
Navarrete Santos A, Tonack S, Kirstein M, Kietz S, Fischer B
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(2006) Differential expression of glucose transporter isoforms during embryonic stem cell differentiation. Differentiation, 74: 499-509
Tonack S, Rolletschek A, Wobus AM, Fischer B Navarrete Santos A
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Regulatory effect of insulin and glucose on the gluconeogenetic enzyme phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) in rabbit blastocysts. 102nd Annual Meeting of the Anatomische Gesellschaft, 2007
Ramin N, Navarrete Santos A, Fischer B
