Nieren-Gen WT1 spielt auch im ZNS eine wichtige Rolle

Das WT1-Gen ist an der Ausbildung einer gesunden, korrekt funktionierenden Niere maßgeblich beteiligt. Nun haben Forscher in Jena nun eine weitere wichtige und unerwartete Funktion des WT1-Gens entdeckt. Es ist auch außerhalb der Nieren im zentralen Nervensystem aktiv und an der Kontrolle von Bewegung beteiligt.

Der Transkriptionsfaktor WT1 (Wilms Tumor 1) ist seit fast 30 Jahren bekannt und maßgeblich an der Ausbildung einer gesunden, korrekt funktionierenden Niere beteiligt. Störungen im Entwicklungsprozess führen zu Nierenkrebs bei Kindern. Auch für die Aufrechterhaltung der Nierenfunktion ist das Gen zuständig. Jüngst konnte auch ein Zusammenhang zwischen ungeklärter Kinderlosigkeit und Mutationen von WT1 nachgewiesen werden.

Forscher vom Jenaer Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und dem Institut für Zoologie und Evolutionsforschung der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) haben nun mit Kollegen der Universität Uppsala, Schweden, und dem Helmholtz Zentrum München eine weitere wichtige Rolle des WT1-Gens entdeckt: Das Gen ist auch außerhalb der Nieren im zentralen Nervensystem aktiv und an der Spezifizierung von Neuronen beteiligt, die rhythmische Bewegungen kontrollieren.

„Dieses Ergebnis war für uns erst einmal völlig überraschend, denn wir glaubten, das WT1-Gen nach langjähriger Forschung bereits bestens zu kennen“, berichtet Prof. Christoph Englert, Gruppenleiter am FLI. „Bisher war uns das Wilms-Tumor-Suppressor-Gen WT1 als wichtiges Gen für die Entwicklung und den Erhalt verschiedener Organe, wie z.B. Niere und Herz, bekannt; dass es auch unsere Bewegungen beeinflusst, ist uns neu“. Doch welche Funktion hat das Gen im zentralen Nervensystem?

Verlust von WT1 verändert Bewegungen

Die Forscher analysierten, in welchen Bereichen des Rückenmarks und Gehirns das WT1-Gen aktiv ist. Sie untersuchten Mäuse, denen das Gen fehlte. „Der Verlust des Gens verändert die motorischen Abläufe; die Mäuse zeigen Probleme bei der Koordination ihrer Beine, die zu einem verändertem Laufverhalten führen“, berichtet Dr. Danny Schnerwitzki, Erstautor der Studie.

Der Darm, die Atmung und auch der Gang werden über neuronale Netze, die wie Schaltkreise funktionieren, gesteuert und kontrolliert. In diese Abläufe sind auch die Neuronen des Gehirns und des Rückenmarks involviert. „Wir konnten zeigen, dass das WT1-Gen eine bestimmte Gruppe von Neuronen steuert, die für die Fortbewegung zuständig sind,“ betonte Schnerwitzki. Sie zeigen, dass die Entwicklung bestimmter Neuronen des Rückenmarks von der WT1-Expression abhängt und dass der Verlust von WT1 mit Veränderungen in der Fortbewegung verbunden ist.

WT1 kontrolliert Neuronenspezifikation

„In einem zweiten Schritt haben wir die Entwicklung der Neuronen in Abhängigkeit von der WT1-Expression untersucht und Bewegungsanalysen von WT1-Knockout-Mäusen durchgeführt“, erklärte Englert. „Unsere Daten deuten darauf hin, dass das Gen nicht nur zur Koordination der Fortbewegung beiträgt, sondern bei der Embryogenese auch für eine korrekte Neuronenspezifikation benötigt wird.“

Bei Zebrafischen fanden die Forscher ebenfalls WT1 in Neuronen des Rückenmarks. Ein Hinweis darauf, dass die Funktion des Gens evolutionär konserviert ist. Bei den Fischen scheint das Gen für die Steuerung der Schwimmbewegung zuständig zu sein.

„Untersuchungen an Patienten mit einer WT1-Mutation, könnten uns zeigen, in wie weit auch beim Menschen die Rolle des WT1 der der Modellsysteme entspricht und zu motorischen Veränderungen beiträgt”, erklärte Englert.

Originalpublikation:
Schnerwitzki D et al.: Neuron-specific inactivation of Wt1 alters locomotion in mice and changes interneuron composition in the spinal cord. Life Science Alliance, 16. August 2018