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Zusammenfassung:
Mit Hilfe des Cre-loxP Rekombinationssystems können Gene zelltypspezifisch inaktiviert werden. Hier wurden die genregulatorischen Elemente des flk-1 Gens mit dem Cre Rekombinase Gen fusioniert und transgene Mauslinien etabliert (flk-1-Cre). Diese Mäuse wurden mit der Reportermauslinie Rosa26R gekreuzt, so dass in doppelt transgenen Nachkommen die Cre Aktivität durch LacZ-Färbung analysiert werden konnte. Die Untersuchung von flk-1-Cre/ Rosa26R Embryonen und adulten Tieren zeigte eine spezifische Färbung der Endothelzellen von Blutgefäßen in fast allen Organsystemen. Außerdem wurde die Cre Expression in Gefäßen von experimentellen BFS-1 Tumoren nachgewiesen. Flk-1-Cre Mauslinien können in Zukunft verwendet werden, um gefloxte Zielgene spezifisch in Endothelzellen zu inaktivieren. Die Rolle von Hypoxie-induzierbaren Faktoren (HIF) in der embryonalen Gefäßentwicklung wurde untersucht, indem HIF Signalwege im Endothel blockiert wurden. Dazu wurde eine dominant negative HIF2-alpha Mutante verwendet (HIFdn), die mittels der regulatorischen Elemente des flk-1 Gens spezifisch in Endothelzellen von transgenen Mausembryonen exprimiert wurde. Die HIFdn transgenen Embryonen zeigten eine Wachstumsretardierung und starben an Tag 11,5 der Embryonalentwicklung. In den transgenen Embryonen wurden primitive Gefäßstrukturen gebildet, was auf eine normale Vaskulogenese hinwies. Diese unreifen Gefäße wurden aber nicht remodelliert, da keine sprossende Angiogenese auftrat. In Herzen von HIFdn transgenen Embryonen zeigten sich Defekte in der Bildung von Trabekeln und in der Ausbildung der Herzschleife. Die Analyse der Genexpression zeigte, dass endotheliale Gene wie tie-2, flt-1 und flk-1 in transgenen Embryonen stark reduziert waren. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass endotheliale HIF eine essentielle Rolle in der embryonalen Angiogenese spielen. Die Regulation des humanen VEGF Rezeptor-2 Gens (KDR) wurde untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass der Transkriptionsfaktor HIF2-alpha, nicht aber der verwandte HIF1-alpha die Aktivität des KDR Promotors in Reportergenexperimenten stimulierte. Potentielle HIF2 Bindungsstellen im KDR Promotor wurden identifiziert. Durch die Mutation einer dieser Bindungsstellen wurde die Aktivierbarkeit des Promotors stark reduziert. Im Vergleich zum Mausgen, zeigte das 1. Intron des humanen KDR Gens eine Region großer Sequenzidentität. Im Mausgen enthält diese Region („Enhancer“) Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren und sie ist essentiell für die endothelspezifische Expression in vivo. Die Bindungsstellen für diese Transkriptionsfaktoren (SCL/Tal-1, Gata, Ets) sind im 1. Intron des humanen Gens konserviert, so dass sie wahrscheinlich an der Regulation der Genexpression beteiligt sind.

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