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Identification of novel regulators of sprouting angiogenesis using haploid ES cells

Dana Abdeen

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Molekulare Biologie

Betreuer*in

Josef-Martin Penninger

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DOI

10.25365/thesis.50257

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-17984.96294.706463-7

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Expansion, Remodellierung und Reifung von Blutgefäßen ist ein wichtiges physiologisches Ereignis, das die embryonalen Entwicklungsstadien erfüllt und an der Pathophysiologie der Erwachsenen wie Augenerkrankungen oder Krebsentwicklung beteiligt ist. Die Kaskade von Ereignissen, die zur Bildung neuer Blutgefäße aus bereits bestehenden führt, wird als Angiogenese bezeichnet. Viele bekannte und doch wenig verstandene Signalwege koordinieren und verfeinern den angiogenen Prozess. In diesem Zusammenhang sind genetische Funktionsverlustbildschirme ein wirkungsvolles Werkzeug, um die Rolle möglicher Spieler aufzudecken. Unser Ziel war es, neue angiogene Regulatoren zu finden, indem wir In-vitro-Keimungsmodelle entwickeln, die die Angiogenese von Sprossen in vivo nachahmen. Wir haben dementsprechend 32 Kandidatengene ausgewählt und eine vergleichende Studie durchgeführt, die Wildtyp- und Mutanten-Genfunktionen umfasst. Der Vergleich basierte auf der Aufklärung der Auswirkungen von Genmutationen auf die sprießenden Phänotypen in 3D-Kollagengelen. Zu diesem Zweck verwendeten wir bedingt mutagenisierte haploide murine ES-Zellen. Für jedes erhaltene Kandidatengen erzeugten wir Schwesterklone, die sich nur darin unterschieden, das Gen von Interesse entweder in der mutierten oder in der Wildtypform unter Verwendung von Cre-Rekombinationstechnologien zu tragen. Wir führten auch Kompetitionsstudien durch, indem wir gleichartige Mischungen von Wildtyp- und Mutantenklonen subkutan in immunsupprimierte Mäuse injizierten und ihren differentiellen Beitrag zur Teratomvaskulatur mittels Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung (FACS) -Analyse und Immunhistochemie validierten. Zusammenfassend zeigten unsere Ergebnisse, dass die Mutagenese von 13 Kandidatengenen zu einer signifikanten Abweichung ihrer sprossenden Phänotypen im Vergleich zu ihren Wildtypschwestern führte, die entweder eine verminderte oder eine erhöhte Keimfähigkeit aufwiesen. Wichtig ist, dass der sprießende Phänotyp unserer Top-Hits in In-vivo-Experimenten bestätigt wurde. Daher haben wir die Funktion von mehreren neuartigen Angiogenese-Genen identifiziert und validiert.

Abstract

(Englisch)

Blood vessel expansion, remodelling and maturation is a major physiological event that fulfils the embryonic developmental stages and takes part in adult pathophysiology such as ocular diseases or cancer development. The cascade of events that leads to the formation of new blood vessels from already existing ones is termed angiogenesis. Many known and yet poorly understood pathways orchestrate and fine tune the angiogenic process. In this context, genetic loss-of-function screens are a powerful tool to uncover the role of possible players. Our goal was to find novel angiogenic regulators by designing in vitro sprouting models that mimic sprouting angiogenesis in vivo. We accordingly chose 32 candidate genes and performed a comparative study comprising wildtype and a mutant gene functions. The comparison was based on elucidating the effect of gene mutations on the sprouting phenotypes in 3D collagen gels. For this purpose, we used conditionally mutagenized haploid murine ES cells. For each obtained candidate gene, we generated sister clones that only differed in carrying the gene of interest either in the mutated or in the wildtype form using Cre-recombination technologies. We also performed competition studies by injecting equal mixtures of wildtype and mutant clones subcutaneously into immunocompromised mice and validated their differential contribution to teratoma vasculature using Fluorescence-activated cell sorting (FACS) analysis and immunohistochemistry. In summary, our findings revealed that mutagenizing 13 candidate genes resulted in a significant deviation in their sprouting phenotypes compared to their wildtype sisters, exhibiting either a diminished or an enhanced sprouting capacity. Importantly, the sprouting phenotype of our top hits was confirmed in in vivo experiments. Thus, we have identified and validated the function of multiple novel angiogenesis genes.

Autor*innen

Dana Abdeen

Haupttitel (Englisch)

Identification of novel regulators of sprouting angiogenesis using haploid ES cells

Publikationsjahr

2017

Umfangsangabe

87 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Josef-Martin Penninger

Klassifikation

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC14522005

Utheses ID

44440

Studienkennzahl

UA | 066 | 834 | |

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