GATA-4, ein Regulator von VEGF in neuronalen Zellen?

Hintergrund: Störungen der neuronalen Migration und Verschaltung sind eine entscheidende Ursache für psycho-motorische Entwicklungsstörungen bei sehr unreifen Frühgeborenen. Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (vascular endothelial growth factor/VEGF) spielt dabei möglicherweise eine wichtige Rolle. VEGF wird nicht nur von Endothelzellen, sondern auch von Neuronen und Gliazellen exprimiert und gilt als Signalmolekül bei der neuronalen Migration und Verschaltung, u.a. als Gegenspieler von Semaphorin 3A. Fragestellung: Kürzlich konnte gezeigt werden, dass VEGF in murinen Kardiomyozyten durch den Transkriptionsfaktor GATA-4 reguliert wird (J Clin Invest 2007; 117:3198–210). Dieser Mechanismus sollte zunächst in neuronalen Zellen überprüft werden, um anschließend die funktionelle Relevanz für das sich entwickelnde Gehirn zu klären. Methoden: Für die in vitro Untersuchungen wurden humane SH-SY5Y-Zellen verwendet. Diese sind von einem Neuroblastom abgeleitet und weisen einen fetalen Phänotyp auf. Mittels Immunhistochemie wurde die GATA-4-Expression in SH-SY5Y-Zellen sowie im Gehirn der embryonalen (E9-E18), neonatalen (P4-P8) und adulten Maus untersucht. Die Bindung von GATA-4 an den humanen VEGF-Promotor wurde sowohl in vitro als auch in vivo (electrophoretic mobility shift assay/EMSA bzw. Chromatin-Immunpräzipitations-Assay) analysiert. Die Aktivierbarkeit des VEGF-Promotors durch GATA-4 wurde in Reportergenstudien überprüft. Zusätzlich wurde ein GATA-4-Expressionsplasmid in SH-SY5Y-Zellen überexprimiert und der Einfluss auf die VEGF-Expression mittels quantitativer real time PCR und enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) untersucht. Ergebnisse: Humane SH-SY5Y-Zellen exprimieren GATA-4. Ferner wurde die Bindung von GATA-4 an den VEGF-Promotor sowohl in vitro als auch im intakten Zellverbund (in vivo) nachgewiesen. Dagegen konnte weder in Rerportergenstudien noch durch die transiente oder stabile Überexpression von GATA-4 eine Beteiligung von GATA-4 an der VEGF-Regulation in den neuronalen Zellen aufgezeigt werden. Weder im sich entwickelnden noch im adulten Gehirn der Maus konnte mittels Immunhistochemie GATA-4 detektiert werden. Diskussion: Die basale Expression von VEGF wird gewebespezifisch reguliert. Im Gegensatz zu murinen Kardiomyozyten konnte in SH-SY5Y-Zellen kein Einfluss von GATA-4 auf die Expression von VEGF gezeigt werden. Erste Daten weisen jedoch auf eine Relevanz von GATA-4 bei der Differenzierung und Proliferation von Neuroblastom-Zellen hin. Gegenwärtig konzentrieren wir uns auf andere potentielle Trankriptionsfaktoren der neuronalen Regulation von VEGF.