Wie Migrations- und Differenzierungsprozesse von Trophoblastenzellen der humanen Plazenta kontrolliert werden, ist nach wie vor nicht ausreichend geklärt. In einem Transkriptom-Vergleich zwischen villösen Cytotrophoblasten und extravillösen Trophoblasten wurde der „T-cell factor -4 (TCF-4)“ als eines der am stärksten regulierten Gene identifiziert. TCF-4 ist einer der Schlüsselfaktoren des transkriptionellen Komplexes der kanonischen Wnt Signalkaskade mit sowohl inhibierendem als auch aktivierendem Potential. Im Fokus dieser Arbeit liegt die Funktion von TCF-4 in extravillösen Trophoblasten. Mittels Immunfluoreszenzfärbungen wurden Mitglieder der LEF-TCF-Familie, sowie der TLE-Familie und PYGOPUS in den unterschiedlichen Zelltypen der humanen Plazenta nachgewiesen, um die mögliche Zusammensetzung des transkriptionellen Komplexes der kanonischen Wnt Signalkaskade zu beschreiben. Durch siRNA verursachte reduzierte Genexpression von TCF-4 und die chemische Inhibierung der TCF-4-β-Catenin Komplexbildung wurde die Rolle von TCF-4 in Trophoblasten untersucht. Kanonische Wnt-Reporter Experimente in SGHPL-5 Zellen, einer invasiven Trophoblastenzelllinie, zeigte die Abhängigkeit der Reporteraktivität von TCF-4. Sowohl die basale, als auch induzierte Aktivität des Reportergenes war unter Inhibierung der Wnt Signalkaskade vermindert. Reduktion von Wnt-Aktivität führt zu verminderten Migrationsfähigkeit der Zelllinie, jedoch konnte keine Veränderung in der Proliferationsrate nachgewiesen werden. Expressionsveränderungen von Faktoren die Migration steuern könnten (MMP, PAI/uPA-System), wurden aufgrund verminderter TCF-4 Expression in SGHPL-5 Zellen nicht beobachtet. Jedoch war eine verminderte Expression des Fibronectin Rezeptors Integrin α5, nachweisbar. In isolierten Trophoblasten konnte die Aktivität und Induzierbakeit des kanonischen Wnt Reporters in vitro gezeigt werden. In villösen plazentaren Explant-Kulturen wurde die Aktivität der Kaskade in proliferativen und differenzierten Trophoblasten nachgewiesen; eine Zunahme wurde in weiter migrierten, differenzierten Zellen sichtbar. Die Hemmung der Wnt Signalkaskade bewirkte in isolierten Trophoblasten wie auch in plazentaren Explantkulturen eine Abnahme der Migrationsfähigkeit. In Trophoblasten mit reduzierte TCF-4 Expression wurde eine Abnahme der Integrin (ITGA1 und ITGA5) Expression detektierbar, was auf eine Verlangsamung des Differenzierungsprozesses hindeutet. Bekräftigt wurde diese Hypothese durch die Beobachtung das chemische Hemmung der Wnt-Signalkaskade zur morphologischer Veränderung isolierter Trophoblasten führt. Zusammenfassend kann gesagt werden, TCF-4 ist ein Schlüsselfaktor im Differenzierung- und Migrationsprozess von extravillösen Trohoblasten.

Factors controlling trophoblast differentiation and migration are of great interest to better understand placental development and function. Since comparative gene chip analyses revealed T-cell factor 4 (TCF-4) as one of the most upregulated genes in invasive extravillous trophoblasts, the canonical Wnt signaling cascade in the human placenta is in focus of this study. In particular, the role of TCF-4 as part of the nuclear complex of the cascade in an activating as well as in a repressive context, is described. Besides the analysis of expression patterns of members of the transcriptional complex including the LEF/TCF and, TLE families as well as Pygopus in the human placenta, inhibition of the cascade using siRNA-mediated TCF-4 silencing or a chemical inhibitor of TCF-4-β catenin binding, was performed to study the influence of TCF-4 on trophoblasts. Canonical Wnt reporter assays in SGHPL-5 cells, used as an invasive trophoblastic model system, showed reduced basal as well as induced activity in Wnt signaling-repressed cells compared to control cells. Migration of SGHPL-5 cells was found to be reduced under Wnt inhibition, whereas the proliferation rate of these cells was not affected. Furthermore, levels of MMPs and members of the PAI-uPA system were unchanged in TCF-4 repressed cells, but expression of the fibronectin receptor ITGA5, was shown to be reduced. In extravillous trophoblasts (EVTs), isolated from first trimester placentae, we found that canonical Wnt signaling is active and inducible in vitro. Moreover, activity of canonical Wnt signaling in villous explant cultures showned an increase in more distally migrated EVT compared to proximal cell column trophoblasts. In Wnt-inhibited EVTs, migration was reduced and villous explant cultures also showed a clear decrease of outgrowing and migrating EVTs upon inhibition of Wnt. Furthermore, the decrease of integrin alpha 1 and 5 in TCF-4 silenced EVTs indicates that the differentiation process of these cells was slowed down. Changes of EVT morphology under Wnt inhibition strenghten this assumption. In summary we conclude that TCF-4 is an important factor for extravillous trophoblast migration and differentiation.