Transcriptional regulation and functional analysis of the Wilms' tumor gene WT1

The Wilms' tumor gene, WT1, encodes a zinc finger transcription factor which functions as a tumor suppressor. Defects in the WT1 gene can result in the development of nephroblastoma. WT1 is expressed during development, primarily in the metanephric kidney, the mesothelial lining of the abdomen and thorax, and the developing gonads. WT1 expression is tightly regulated and is essential for renal development. The WT1 gene encodes a protein with a proline-rich N-terminus which functions as a transcriptional repressor and C-terminus contains 4 zinc fingers that mediate DNA binding. WT1 represses transcription from a number of growth factors and growth factor receptors. WT1 mRNA undergoes alternative splicing at two sites, resulting in 4 mRNA species and polypeptide products. Exon 5, encoding 17 amino acids is alternatively spliced, and is located between the transcriptional repression domain and the DNA binding domain. The second alternative splice is the terminal 9 nucleotides of zinc finger 3, encoding the tripeptide Lys-Thr-Ser (KTS). The presence or absence of KTS within the zinc fingers of WT1 alters DNA binding.^ I have investigated transcriptional regulation of WT1, characterizing two means of repressing WT1 transcription. I have cloned a transcriptional silencer of the WT1 promoter which is located in the third intron of the WT1 gene. The silencer is 460 bp in length and contains an Alu repeat. The silencer functions in cells of non-renal origin.^ I have found that WT1 protein can autoregulate the WT1 promoter. Using the autoregulation of the WT1 promoter as a functional assay, I have defined differential consensus DNA binding motifs of WT1 isoforms lacking and containing the KTS tripeptide insertion. With these refined consensus DNA binding motifs, I have identified two additional targets of WT1 transcriptional repression, the proto-oncogenes bcl-2 and c-myc.^ I have investigated the ability of the alternatively spliced exon 5 to influence cell growth. In cell proliferation assays, isoforms of WT1 lacking exon 5 repress cell growth. WT1 isoforms containing exon 5 fail to repress cell growth to the same extent, but alter the morphology of the cells. These experiments demonstrate that the alternative splice isoforms of WT1 have differential effects on the function of WT1. These findings suggest a role for the alternative splicing of WT1 in metanephric development. ^

A novel WT1 heterozygous nonsense mutation (p.K248X) causing a mild and slightly progressive nephropathy in a 46,XY patient with Denys-Drash syndrome

WT1 mutations have been described in a variety of syndromes, including Denys-Drash syndrome (DDS), which is characterized by predisposition to Wilms` tumor, genital abnormalities and development of early nephropathy. The most frequent WT1 defects in DDS are missense mutations located in exons 8-9. Our aim is to report a novel WT1 mutation in a 46,XY patient with a DDS variant, who presented a mild nephropathy with a late onset diagnosed during adolescence. He had ambiguous genitalia at birth. At 4 months of age he underwent nephrectomy (Wilms` tumor) followed by chemotherapy. Ambiguous genitalia were corrected and bilateral gonadectomy was performed. Sequencing of WT1 identified a novel heterozygous mutation (c.742A > T) in exon 4 that generates a premature stop codon (p.K248X). Interestingly, this patient has an unusual DDS nephropathy progression, which reinforces that patients carrying WT1 mutations should have the renal function carefully monitored due to the possibility of late-onset nephropathy.

Mutations in SRY and WT1 genes required for gonadal development are not responsible for XY partial gonadal dysgenesis

The WT1 transcription factor regulates SRY expression during the initial steps of the sex determination process in humans, activating a gene cascade leading to testis differentiation. In addition to causing Wilms' tumor, mutations in WT1 are often responsible for urogenital defects in men, while SRY mutations are mainly related to 46,XY pure gonadal dysgenesis. In order to evaluate their role in abnormal testicular organogenesis, we screened for SRY and WT1 gene mutations in 10 children with XY partial gonadal dysgenesis, 2 of whom with a history of Wilms' tumor. The open reading frame and 360 bp of the 5' flanking sequence of the SRY gene, and the ten exons and intron boundaries of the WT1 gene were amplified by PCR of genomic DNA. Single-strand conformation polymorphism was initially used for WT1 mutation screening. Since shifts in fragment migration were only observed for intron/exon 4, the ten WT1 exons from all patients were sequenced manually. No mutations were detected in the SRY 5' untranslated region or within SRY open-reading frame sequences. WT1 sequencing revealed one missense mutation (D396N) in the ninth exon of a patient who also had Wilms' tumor. In addition, two silent point mutations were found in the first exon including one described here for the first time. Some non-coding sequence variations were detected, representing one new (IVS4+85A>G) and two already described (-7ATG T>G, IVS9-49 T>C) single nucleotide polymorphisms. Therefore, mutations in two major genes required for gonadal development, SRY and WT1, are not responsible for XY partial gonadal dysgenesis.

Avaliação do padrão de metilação dos genes WT1 e RARß em metaplasia intestinal e associação com infecção pela Helicobacter pylori

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Transcriptional regulation and functional analysis of the human Wilms' tumor 1 gene

The Wilms' tumor 1 gene (WT1) encodes a zinc-finger transcription factor and is expressed in urogenital, hematopoietic and other tissues. It is expressed in a temporal and spatial manner in both embryonic and adult stages. To obtain a better understanding of the biological function of WT1, we studied two aspects of WT1 regulation: one is the identification of tissue-specific cis-regulatory elements that regulate its expression, the other is the downstream genes which are modulated by WT1.^ My studies indicate that in addition to the promoter, other regulatory elements are required for the tissue specific expression of this gene. A 259-bp hematopoietic specific enhancer in intron 3 of the WT1 gene increased the transcriptional activity of the WT1 promoter by 8- to 10-fold in K562 and HL60 cells. Sequence analysis revealed both GATA and c-Myb motifs in the enhancer fragment. Mutation of the GATA motif decreased the enhancer activity by 60% in K562 cells. Electrophoretic mobility shift assays showed that both GATA-1 and GATA-2 proteins in K562 nuclear extracts bind to this motif. Cotransfection of the enhancer containing reporter construct with a GATA-1 or GATA-2 expression vector showed that both GATA-1 and GATA-2 transactivated this enhancer, increasing the CAT reporter activity 10-15 fold and 5-fold respectively. Similar analysis of the c-Myb motif by cotransfection with the enhancer CAT reporter construct and a c-Myb expression vector showed that c-Myb transactivated the enhancer by 5-fold. A DNase I-hypersensitive site has been identified in the 258 bp enhancer region. These data suggest that GATA-1 and c-Myb are responsible for the activity of this enhancer in hematopoietic cells and may bind to the enhancer in vivo. In the process of searching for cis-regulatory elements in transgenic mice, we have identified a 1.0 kb fragment that is 50 kb downstream from the promoter and is required for the central nervous system expression of WT1.^ In the search for downstream target genes of WT1, we noted that the proto-oncogene N-myc is coexpressed with the tumor suppressor gene WT1 in the developing kidney and is overexpressed in many Wilms' tumors. Sequence analysis revealed eleven consensus WT1 binding sites located in the 1 kb mouse N-myc promoter. We further showed that the N-myc promoter was down-regulated by WT1 in transient transfection assays. Electrophoretic mobility shift assays showed that oligonucleotides containing the WT1 motifs could bind WT1 protein. Furthermore, a Denys-Drash syndrome mutant of WT1, R394W, that has a mutation in the DNA binding domain, failed to repress the N-myc promoter. This suggests that the repression of the N-myc promoter is mediated by DNA binding of WT1. This finding helps to elucidate the relationship of WT1 and N-myc in tumorigenesis and renal development. ^

Complete sequencing of the Fugu WAGR region from WT1 to PAX6: Dramatic compaction and conservation of synteny with human chromosome 11p13

The pufferfish Fugu rubripes has a genome ≈7.5 times smaller than that of mammals but with a similar number of genes. Although conserved synteny has been demonstrated between pufferfish and mammals across some regions of the genome, there is some controversy as to what extent Fugu will be a useful model for the human genome, e.g., [Gilley, J., Armes, N. & Fried, M. (1997) Nature (London) 385, 305–306]. We report extensive conservation of synteny between a 1.5-Mb region of human chromosome 11 and <100 kb of the Fugu genome in three overlapping cosmids. Our findings support the idea that the majority of DNA in the region of human chromosome 11p13 is intergenic. Comparative analysis of three unrelated genes with quite different roles, WT1, RCN1, and PAX6, has revealed differences in their structural evolution. Whereas the human WT1 gene can generate 16 protein isoforms via a combination of alternative splicing, RNA editing, and alternative start site usage, our data predict that Fugu WT1 is capable of generating only two isoforms. This raises the question of the extent to which the evolution of WT1 isoforms is related to the evolution of the mammalian genitourinary system. In addition, this region of the Fugu genome shows a much greater overall compaction than usual but with significant noncoding homology observed at the PAX6 locus, implying that comparative genomics has identified regulatory elements associated with this gene.

Antagonism of WT1 activity by protein self-association.

Germline loss-of-function mutations at the Wilms tumor (WT) suppressor locus WT1 are associated with a predisposition to WTs and mild genital system anomalies. In contrast, germ-line missense mutations within the WT1 gene encoding the DNA-binding domain often yield a more severe phenotype consisting of WT, sexual ambiguity, and renal nephropathy. In this report, we demonstrate that the products of mutant alleles that impair DNA recognition can antagonize WT1-mediated transcriptional repression. We demonstrate that WT1 can self-associate in vitro and in vivo and that the responsible domain maps to the amino-terminal region of the protein. Oligomers of full-length protein form less efficiently or produce less stable complexes than oligomers between truncated polypeptides and full-length protein. Our data suggest a molecular mechanism to explain how WT1 mutations may act in deregulating cellular proliferation and differentiation.

Angioblast-mesenchyme induction of early kidney development is mediated by Wt1 and Vegfa

Most studies on kidney development have considered the interaction of the metanephric mesenchyme and the ureteric bud to be the major inductive event that maintains tubular differentiation and branching morphogenesis. The mesenchyme produces Gdnf, which stimulates branching, and the ureteric bud stimulates continued growth of the mesenchyme and differentiation of nephrons from the induced mesenchyme. Null mutation of the Wt1 gene eliminates outgrowth of the ureteric bud, but Gdnf has been identified as a target of Pax2, but not of Wt1. Using a novel system for microinjecting and electroporating plasmid expression constructs into murine organ cultures, it has been demonstrated that Vegfa expression in the mesenchyme is regulated by Wt1. Previous studies had identified a population of Flk1-expressing cells in the periphery of the induced mesenchyme, and adjacent to the stalk of the ureteric bud, and that Vegfa was able to stimulate growth of kidneys in organ culture. Here it is demonstrated that signaling through Flk1 is required to maintain expression of Pax2 in the mesenchyme of the early kidney, and for Pax2 to stimulate expression of Gdnf. However, once Gdnf stimulates branching of the ureteric bud, the Flk1-dependent angioblast signal is no longer required to maintain branching morphogenesis and induction of nephrons. Thus, this work demonstrates the presence of a second set of inductive events, involving the mesenchymal and angioblast populations, whereby Wt1-stimulated expression of Vegfa elicits an as-yet-unidentified signal from the angioblasts, which is required to stimulate the expression of Pax2 and Gdnf, which in turn elicits an inductive signal from the ureteric bud.

Wilmstumor- und Metanephrogenese: differenzielle Genexpressionsanalysen und weitere Charakterisierung identifizierter Kandidatengene

In der vorliegenden Dissertation wurden verschiedene Kandidatengene für den Wilmstumor (WT), eine Tumorerkrankung der Niere, identifiziert und charakterisiert. Da dieses frühkindliche Malignom aus einer inkorrekt ablaufenden Metanephrogenese resultiert, wurden die Genexpressionsmuster verschiedener humaner Wilmstumor- und Normalnierengewebe (adulte sowie fetale Niere) mit Hilfe der Technik des differential display verglichen und die als differenziell exprimiert identifizierten Gene kloniert und charakterisiert. Bei TM7SF1 handelt es sich um ein neues Gen, dessen Transkription im Zuge der Metanephrogenese angeschaltet wird. Das von ihm codierte putative Protein kann aufgrund von Strukturvorhersagen vermutlich zur Familie G Protein-gekoppelter Rezeptoren gezählt werden. Die ableitbare Funktion als Signalmolekül der Nierenentwicklung, sowie seine Lokalisation in einem WT-Lokus (1q42-q43) machen TM7SF1 zu einem aussichtsreichen Kandidatengen für den WT. Darüber hinaus konnten die Voraussetzungen für funktionelle Tests, die eine weitere Charakterisierung von TM7SF1 erlauben, geschaffen werden (Identifikation und Klonierung des murinen Homologen, stabil überexprimierende WT-Zelllinien, Antikörper gegen den Aminoterminus des putativen Proteins). Mit TCF2 wurde ein weiteres Gen identifiziert, dessen Produkt in Prozessen der Metanephrogenese eine Rolle spielt. Die signifikante Herunterregulation der TCF2-Expression in der großen Mehrzahl der untersuchten WTs, die innerhalb der vorliegenden Arbeit gezeigte Regulation durch das WT1-Genprodukt, sowie seine genomische Lokalisation in einem Intervall für die familiäre Form des WT (FWT1 in 17q12-q21) zeigen das Potenzial von TCF2, als Kandidatengen für den FWT zu gelten. Darüber hinaus wurde mit GLI3 ein in verschiedenen WTs stark exprimiertes Gen identifiziert. Sein Produkt ist eine Komponente des entwicklungsbiologisch relevanten und in verschiedene Tumorerkrankungen involvierten sonic hedgehog-Signaltransduktionsweges. Mit FE7A3 und CDT151 konnten zwei differenziell exprimierte cDNAs identifiziert werden, die Teile neuer Gene darstellen und die in WT-Loci kartiert werden konnten. Aufgrund von Homologievergleichen im Bereich der identifizierten offenen Leserahmen konnte eine mögliche Bedeutung der putativen Genprodukte für die WT-Pathogenese als Zelladhäsionsmolekül (FE7A3) bzw. als mit der Proliferation assoziiertem Transkriptionsfaktor (CDT151) herausgearbeitet werden. Neben den komparativen Genexpressionsuntersuchungen wurde in einem zweiten Ansatz die transkriptionelle Regulation des einzigen bisher klonierten Wilmstumorgens (WT1) analysiert. Mit Hilfe vergleichender Reportergenanalysen in WT1-exprimierenden und nicht-exprimierenden Zelllinien konnten neue für die transkriptionelle Regulation von WT1 relevante Bereiche identifiziert werden. Darüber hinaus wurde der für die Transkriptionsfaktoren SP1 und SP3 an anderen Promotoren beschriebene funktionelle Antagonismus für die WT1-Expression untersucht und in Gelretardationsanalysen mit dem WT1-Expressionsstatus oben genannter Zelllinien korreliert.

A new morphological variant of uterine PEComas with sex-cord-like pattern and WT1 expression: more doubts about the existence of uterine PEComas

PEComas are rare neoplasms that are sometimes associated with the tuberous sclerosis complex. They typically contain perivascular epithelioid cells that coexpress muscle and melanocytic markers. However, apart from these classical features, considerable clinical, pathologic, and immunohistochemical variation has been reported. WT1, the Wilms tumor gene product, can be expressed in various tumors from different anatomical sites, including sex-cord and other ovarian tumors with a sertoliform pattern. Neither a sex-cord like pattern nor WT1 expression has been described in PEComas. Here, we describe a case of uterine PEComa with a pattern of infiltration into the myometrium that is similar to stromal sarcomas, characterized by tongues and endovascular growing. The architecture and cellular morphology were similar to sex-cord tumors, and the PEComa was diffusely and strongly positive for WT1. We reviewed, from our files, an additional 9 cases of PEComa from different sites, and found WT1 expression in one more soft tissue tumor. We discuss the relationship between PEComas and other uterine sarcomas. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Down-regulation of the candidate tumor suppressor gene PAR-4 is associated with poor prognosis in breast cancer

Substantial experimental evidence indicates that PAWR gene (PKC apoptosis WT1 regulator; also named PAR-4, prostate apoptosis response-4) is a central player in cancer cell survival and a potential target for cancer-selective targeted therapeutics. However, little is known about the role of PAR-4 in breast cancer. We investigated the possible role of PAR-4 expression in breast cancer. IHC results on tissue microarrays containing 1,161 primary breast tumor samples showed that 57% (571/995) of analyzable cases were negative for PAR-4 nuclear staining. Down-regulation of nuclear PAR-4 protein expression predicted a poor prognosis for breast cancer patients (OS; P=0.041, log-rank test). PAR-4 down-regulation also correlates with poor survival in the group of patients with luminal A subtype breast cancer (P=0.028). Additionally, in this large series of breast cancer patients, we show that ERBB2/HER2, EGFR and pAKT protein expression are significantly associated with shorter disease-free survival and overall survival, but the prognosis was even worse for HER2-positive, EGFR-positive or pAKT-positive breast cancer patients with tumors negative for nuclear PAR-4 expression. Furthermore, using three-dimensional (3D) cell culture we provide preliminary results showing that PAR-4 is highly expressed in the MCF10A cells inside the acini structure, suggesting that PAR-4 might have a role in the lumen acini formation. Taken together, our results provide, for the first time, evidence that PAR-4 may have a role in the process of the mammary eland morphogenesis and its functional inactivation is associated with tumor aggressive phenotype and might represent an additional prognostic and predictive marker for breast cancer.

The receptor tyrosine kinase regulator sprouty1 is a target of the tumor suppressor WT1 and important for kidney development

WT1 encodes a transcription factor involved in kidney development and tumorigenesis. Using representational difference analysis, we identified a new set of WT1 targets, including a homologue of the Drosophila receptor tyrosine kinase regulator, sprouty. Sprouty1 was up-regulated in cell lines expressing wild-type but not mutant WT1. WT1 bound to the endogenous sprouty1 promoter in vivo and directly regulated sprouty1 through an early growth response gene-1 binding site. Expression of Sprouty1 and WT1 overlapped in the developing metanephric mesenchyme, and Sprouty1, like WT1, plays a key role in the early steps of glomerulus formation. Disruption of Sprouty1 expression in embryonic kidney explants by antisense oligonucleotides reduced condensation of the metanephric mesenchyme, leading to a decreased number of glomeruli. In addition, sprouty1 was expressed in the ureteric tree and antisense-treated ureteric trees had cystic lumens. Therefore, sprouty1 represents a physiologically relevant target gene of WT1 during kidney development.

The Wilms' Tumour Suppressor Protein, WT1, Undergoes CRM1-independent Nucleocytoplasmic Shuttling

The Wilms' tumour suppressor gene (WT1) encodes a zinc finger-containing nuclear protein essential for kidney and urogenital development. Initially considered a transcription factor, there is mounting evidence that WT1 has a role in post-transcriptional processing. Using the interspecies heterokaryon assay, we have demonstrated that WT1 can undergo nucleocytoplasmic shuttling. We have also mapped the region responsible for nuclear export to residues 182-324. Our data add further complexity to the role of WT1 in trancriptional and post-transcriptional regulation. (C) 2003 Published by Elsevier B.V. on behalf of the Federation of European Biochemical Societies.

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus Der Wilms-Tumor (WT, Nephroblastom) ist ein embryonaler Nierentumor, der durch die maligne Transformation von undifferenziertem Nierengewebe, sog. nephrogenen Resten, entsteht. WT treten mit einer Inzidenz von 1 in 10.000 Lebendgeburten auf. Das Hauptmanifestationsalter, der normalerweise einseitig und sporadisch auftretenden Tumore, liegt zwischen dem 3. und 4. Lebensjahr. Etwa 10 % der Patienten entwickeln jedoch bilaterale Tumore. In diesen Fällen ist eine Assoziation mit komplexen genetischen Krankheitsbildern (u. a. WAGR-, Denys-Drash-, Frasier- und Beckwith-Wiedemann-Syndrom) festzustellen. In 15 % der sporadischen WT sind Mutationen im WT1 (Wilms-Tumor 1)-Gen beschrieben. WT1 besteht aus zehn Exons und weist typische Merkmale von Transkriptionsfaktoren (z. B. vier Zinkfinger) auf. Zwei alternative Spleißereignisse betreffen Exon 5 (+/−Exon 5) und Exon 9 (Transkripte mit bzw. ohne die codierenden Sequenzen für die AS Lysin-Threonin-Serin; +/−KTS). Die Lage der drei alternativ vorhandenen AS zwischen den Zinkfingern 3 und 4 bestimmt die verschiedenen Funktionen der WT1-Proteine (4 Isoformen) als Transkriptionsfaktor (−KTS) bzw. als RNA-bindendes Protein (+KTS). Das zunächst im Zusammenhang mit WT als Tumorsuppressorgen identifizierte WT1 ist ein Entwicklungsgen mit einem sehr komplexen Expressionsmuster in der Embryonalentwicklung. Dabei ist v. a. die Bedeutung in der Urogenitalentwicklung entscheidend. Konstitutive, homozygote Wt1−/− k.o.-Mäuse sind embryonal (~ E12,5 dpc) letal und bilden u. a. keine Gonaden und keine Nieren. Aus diesem Grund existiert bisher kein Wilms-Tumormodell. Die Herstellung eines konditionalen murinen Tiermodells auf Basis des Tet on/off-Systems zur Untersuchung der Nierenentwicklung bzw. zur Analyse der Wilms-Tumorpathogenese war Ziel dieser Arbeit. Hierfür wurden drei Mauslinien generiert: Zwei transgene sog. Responder-Linien, die eine chimäre spleißbare Wt1-cDNA der Variante musWt1+Exon 5;+/−KTS unter der Kontrolle eines Tet-responsiven Promotors im Genom tragen. Dieses tTA/Dox-abhängig regulierbare Wt1-Transgen (tgWt1) sollte (exogen regulierbar) die Expression des endogenen Wt1-Lokus ausreichend nachahmen, um die kritischen Phasen der Embryogenese zu überwinden und lebensfähige Tiere zu erhalten. Parallel dazu wurde die Wt1-Effektor-Mauslinie (WE2) generiert. Diese trägt einen tetrazyklinabhängigen Transaktivator (tTA) zur Steuerung Tet-regulierbarer Transgene unter der Kontrolle des endogenen Wt1-Promotors. Die durch homologe Rekombination in ES-Zellen erreichte Integration des tTA direkt am Translationsstartpunkt des Wt1-Lokus hat in den Tieren einen heterozygoten Wt1 knock out/tTA knock in zur Folge. Die bisher vorgenommenen Verpaarungen doppelt transgener Wt1-tTA+/−/Resp-Mäuse ergaben keinen Rescue des letalen Wt1 k.o. und es konnten bislang keine Wilms-Tumore induziert werden. Alle im Verlauf der Arbeit generierten Mauslinien wurden umfassend charakterisiert. So konnte für die Tiere der Responder-Linien Wt1-Resp1 (mit zusätzlichen Isolator-Sequenzen zum Schutz des Transgens vor Positionseffekten) und Wt1-Resp2 (ohne Isolatoren) konnte die Tet-induzierbare Expression und die Spleißbarkeit des tgWt1 in MEF-Assays und mittels Effektor-Mäusen auf RNA-Ebene nachgewiesen werden. Die genomische Charakterisierung der WE2-Linie ergab eine ungeklärte etwa 120 kb große Inversion am Wt1-Lokus, die alle 5'-regulatorischen Sequenzen mitsamt des tTA vom Rest von Wt1 trennt. Tiere dieser Linie weisen aber dennoch einen funktionalen Wt1 k.o. auf: Unter den Nachkommen aus Intercross-Verpaarungen von Wt1-tTA+/−-Mäusen lassen sich auf Grund der Letalität keine Wt1−/−-Genotypen nachweisen. Die Charakterisierung der Effektor-Linie auf RNA-Ebene und mittels Reporter-Mäusen liefert ein Wt1-analoges tTA-Expressionsmuster: So findet man eine deutliche tTA-Expression u. a. in Niere (Glomeruli), Uterus, Ovar und Testis. Die hier vorgestellten Experimente ergeben darüber hinaus eindeutige Hinweise einer Beteiligung von Wt1 in der Entstehung der glatten Muskulatur bzw. in der Vaskulogenese.

Untersuchung der physiologischen Rolle des Wilms-Tumorgens 1 (WT1) im Rahmen der Generierung muriner in-vivo-Modelle für die Wilms-Tumorerkrankung

Der Wilms-Tumor ist eine embryonale Tumorerkrankung der Niere, als deren Ursprung Nierenvorläuferzellen des metanephrischen Mesenchyms gelten, deren Differenzierung während der frühen Nephrogenese ausbleibt und aus denen nachfolgend durch eine maligne Transformation Wilms-Tumore entstehen. Zwei Gene, die an der Wilms-Tumorgenese beteiligt zu sein scheinen, sind WT1 (Wilms-Tumorgen 1) und CTNNB1 (Catenin, cadherin-associated protein, beta 1). Während WT1 u.a. die Differenzierung des metanephrischen Mesenchyms steuert, begünstigen aktivierende Mutationen von CTNNB1 und eine dadurch bedingte Akkumulation seines Proteins β-Catenin die Tumorgenese vieler Organe. So verwundert es nicht, dass eine alleinige heterozygote Keimbahnmutation von WT1, die einen dominant-negativen Effekt auf funktionsfähiges WT1 ausübt, häufig zur Entstehung von Wilms-Tumoren in Patienten mit Denys-Drash-Syndrom (DDS) führt, sowie in etwa 15 % aller sporadischen Wilms-Tumore WT1 und CTNNB1 mutiert sind.rnDer Mechanismus der Entstehung von Wilms-Tumoren ist weitgehend unbekannt, was u.a. daran liegt, dass homozygote Wt1-Mutationen in der Maus embryonal (~ Tag 13,5 d.p.c.) letal sind. In der vorliegenden Arbeit sollten daher mit Hilfe einer Wt1 k.o.-Effektormaus (WE2) vier murine konditional reversible Wilms-Tumor-Modelle auf Basis des Tet off-Systems hergestellt werden. Dadurch lag in den zu generierenden Tieren Wt1 durch die Integration des WE2-Transgens zwar nur heterozygot mutiert vor, doch durch den endogenen Wt1-Promotor des Transgens sollte es zur zeitlichen und räumlichen Wt1-analogen Expression eines tetrazyklinabhängigen Transaktivators (tTA) kommen, der ohne die Gabe von Doxycyclin Tet-regulierbare Transgene in Wt1-exprimierenden Zellen aktivieren kann, die einen positiven Einfluss auf die Wilms-Tumorgenese haben könnten. So sollte durch das WE2 DDS-Modell ein DDS simuliert werden und es in Tieren der Modelle WE2 TC bCat∆Ex3, WE2 LC bCat∆Ex3 und WE2 Wnt1 zur Akkumulation von β-Catenin in Wt1-exprimierenden Nierenvorläuferzellen kommen, so dass deren Differenzierung ausbleibt und es durch eine maligne Transformation zur Entstehung eines Wilms-Tumors kommt.rnrnMit Hilfe von histologischen Analysen an entsprechenden Responder-Linien konnte zunächst gezeigt werden, dass die embryonale und adulte Expressionsdomäne des WE2-Effektors mit der von endogenen Wt1 übereinstimmt. Gleichzeitig wurden aber auch neue Expressionsorte von Wt1 nachgewiesen. So konnte die Expression des WE2-Effektors z.B. im Endothel der dorsalen Aorta detektiert werden, der als Entstehungsort von hämatopoetischen Stammzellen gilt. Anschließende hier vorgestellte Experimente zeigten, dass Wt1 direkt an diesem Prozess beteiligt ist und belegten eine noch nicht beschriebene Funktion von Wt1 in der frühen Hämatopoese.rnEs war jedoch mit keinem System möglich, eine Wilms-Tumorerkrankung zu simulieren. Während Tiere des WE2 DDS-Modells trotz nachweisbarer Induktion keinen Phänotyp aufwiesen, war wohl in den anderen Modellen eine konstitutive β-Catenin-Aktivierung in der Frühschwangerschaft nicht mit dem embryonalen Überleben vereinbar. Dabei schienen alle tripeltransgenen bzw. doppeltransgenen Embryonen, in denen durch einen frühen Doxycyclinentzug die Entstehung von Wilms-Tumoren möglich gewesen wäre, intrauterin zu sterben. Wurde dagegen Doxycyclin erst in der dritten Lebenswoche entzogen, so entwickelten die Tiere durch eine Wt1-vermittelte β-Catenin-Aktivierung Granulosazelltumore, polyzystische Nieren und Veränderungen der Hoden. Da alle diese organischen Veränderungen während der prä- bis frühen postnatalen Phase induziert wurden, schien die Doxycyclinmenge nicht auszureichen, um eine β-Catenin-Aktivierung zu verhindern. Es hätte also auch zur Entstehung von Wilms-Tumoren kommen können, so dass diese Ergebnisse darauf hinweisen, dass eine β-Catenin-Aktivierung wahrscheinlich nicht der physiologisch entscheidende Schritt bei der Entstehung eines Wilms-Tumors ist.rnrnDie Charakterisierung der WE2-Effektormaus und die Herstellung und Analysen der Systeme geben damit Einblick in die WT1- bzw. WT1/CTNNB1-assoziierte Wilms-Tumorgenese und ermöglichen die weitere Erforschung von Granulosazelltumoren, polyzystsischen Nieren, Veränderungen von Hoden und der Rolle von WT1 in der frühen Hämatopoese.rn