Denne PhD afhandling har fokus på cilier og deres sensoriske funktion hos pattedyr. Mere specifikt spiller

Hedgehog (Hh) signaleringsvejen, der virker via det primære cilium, en afgørende rolle for udvikling,

differentiation, cancer og muligvis også stamcelle vedligeholdelse. Defekt ciliedannelse eller ciliefunktion er tæt

knyttet til udviklingsdefekter og sygdomme der betegnes "ciliopatier".

Hovedopgaven i denne afhandling var at undersøge rollen af det primære cilium i koordineringen af Hh signaling

under stamcelledifferentiering og hjerteudviklingen hos mus. Vi viser her, at humane embryonale stamceller

(hESC) samt museembryonale carcinoma-stamceller (P19.CL6) danner primære cilier, hvortil essentielle Hh

proteiner, Gli2, Ptc1 og Smo lokaliserer. Inhibering af Hh signalvejen med KAAD-cyclopamine i P19.CL6 celler,

hæmmer dannelsen af synkront bankende minihjerter. Knockdown af det primære cilium i P19.CL6 celler ved

nukleofektion med plasmider, der udtrykker Ift20 og Ift88 siRNA, reducerer signifikant dannelsen af bankende

minihjerter og efterligner effekten af cyclopaminbehandlingen. In vivo forsøg viste at E11.5 Ift88-/- mutant mus

(der ikke har primære cilier) har alvorlige endokardiale pudedefekter, underudviklet trabekulering, udvidet

perikardial hulrum samt forkortet og misdannet hjerteudløbstrakt. Disse resultater foreslår en mulig rolle for

det primære cilie i koordineringen af Hh-signaleringsvejen under stamcelledifferentiering og hjerteudviklingen.

Ydermere støtter præliminære forsøg med chimeramus hypotesen, at det primære cilium er vigtigt for

hjerteudviklingen. Dette er bedømt ud fra distribueringen af enzymatisk mærkede vildtype og Ift88-/- ES celler,

hvor vildtypecellerne lokaliserer til hjertekamrene, som stort set er fri for mutant ES celler. Dette betyder at det

primære cilium er nødvendig for dannelsen af hjertekamrene.

Den sekundære opgave i denne afhandling var at undersøge rollen af progestosteronsignalering i de kvindelige

reproduktionssorganer samt rollen af det primære cilium i udviklingen af human pankreas og cancer.

Tilstedeværelsen af progestosteronreceptoren i den nedre halvdel af de bevægelige cilier i æggelederne

indikerer en mulig sensorisk rolle for de bevægelige cilier i progestosteronsignaleringen som koordinator for

postovulatoriske begivenheder. I undersøgelserne med den humane pankreas, fandt vi, at den udviklende

eksokrine dukt danner primære cilier på op til 20µm, der projicerer ud i duktlumen fra duktepithelet både under

embryonal (uge 7.5) og føtal udvikling (uger 14 og 18). Analyserne med vævssnittene viste endvidere, at

niveauet af Hh-komponenterne, Gli2 og Smo, kraftigt stiger under den føtale udvikling og er fraværende under

den embryonale udvikling. Denne forøgelse i ciliær Hh signalering foreslår en rolle for det primære cilie i

koordineringen af Hh signalering i modning af det eksokrine duktsystem. Ydermere ses der i kulturer af humane

pankreasdukt adenocarcinoma cellelinier, PANC-1 og CFPAC-1, at både Ptc, Smo og Gli2 lokaliserer kraftigt til de

primære cilier og at Hh signalering er kraftigt opreguleret i cancercellerne i fravær af Hh-stimulering. Disse

resultater tyder på, at ciliær Hh-signalering kan spille en rolle i tumordannelse.

Afhandlingens resultater støtter konklusionen, at både motile og primære cilier spiller en afgørende rolle som et

sensorisk organel under udvikling og i vævsfunktion.