Fast saltatory nerve conduction relies on myelin sheaths which isolate axons and are produced by myelinating oligodendrocytes in the central nervous system. Oligodendrocytes require the stimuli of several signaling pathways and a complex network of transcriptional regulators to ensure correct and timely onset of myelination. As important regulators of oligodendrocyte development and myelination, Sox10 and several of its downstream targets are the focus of intense research. This thesis characterized the newly identified Sox10 downstream target Zfp276 and its involvement in the transcriptional regulation of oligodendrocyte differentiation and central nervous system myelination. Zfp276 is the only zinc finger associated domain containing zinc finger protein in the vertebrate subphylum and its expression is enriched in white matter regions of the brain and spinal cord. Cell marker analysis revealed that Zfp276 expression is restricted to mature oligodendrocytes. Furthermore, the expression of Zfp276 is highly dependent on Sox10 both in vivo and in vitro. Forced retroviral expression of Zfp276 in primary rat oligodendrocyte precursor cell cultures lead to precocious differentiation into myelinating oligodendrocytes at the expense of continued proliferation. In contrast, oligodendroglial specific deletion of Zfp276 resulted in a strong decrease of mature myelin markers in the early postnatal spinal cord and corpus callosum, which recovered at later stages. In agreement with this, the number of myelinated axons in the early postnatal spinal cord of Zfp276 deficient mice was severely decreased. Mechanistically, Zfp276 antagonizes Sox10 transactivation of gene regulatory regions of oligodendrocyte precursor cell immaturity factors, such as Wnt7a, Id2, Tgfb2, and Cspg4 and thereby drives oligodendroglial differentiation. This study is the first to demonstrate that the antagonism of Sox10 transactivation by Zfp276 relies on direct and sequence specific binding of Zfp276 to a conserved consensus motif. DNA binding as well as interaction with the transcriptional repressor Zeb2 is mediated via the C-terminally located zinc finger domain of Zfp276. The interaction of Zfp276 with Zeb2 further lead to an additive repressive effect on Sox10 mediated transactivation of oligodendrocyte precursor cell immaturity factors. In summary, Zfp276 is needed for the timely onset of oligodendroglial differentiation and proper myelination by shutting off the progenitor program. As such, Zfp276 is an important novel transcriptional regulator of oligodendrocyte differentiation.

Die schnelle saltatorische Reizweiterleitung im Nerv beruht auf Myelinscheiden, die Axone isolieren und im zentralen Nervensystem von myelinisierenden Oligodendrozyten produziert werden. Oligodendrozyten benötigen die Stimuli mehrerer Signalwege und ein komplexes Netzwerk an Transkriptionsregulatoren, um den korrekten und rechtzeitigen Beginn der Myelinisierung sicherzustellen. Als wichtige Regulatoren der Oligodendrozyten Entwicklung und Myelinisierung stehen Sox10 und mehrere seiner nachgeschalteten Zielgene im Mittelpunkt intensiver Forschung. Diese Studie charakterisierte das neu identifizierte Sox10 Zielgen Zfp276 und seine Beteiligung an der transkriptionellen Regulation der Oligodendrozyten Differenzierung und Myelinisierung des zentralen Nervensystems. Zfp276 ist das einzige Zinkfingerprotein in Wirbeltieren, welches eine Zinkfinger assoziierte Domäne enthält. Die Expression von Zfp276 ist in Regionen der weißen Substanz des Gehirns und des Rückenmarks angereichert, und Zellmarkeranalysen ergaben, dass Zfp276-Expression auf reife OLs beschränkt ist. Darüber hinaus ist die Expression von Zfp276 sowohl in vivo als auch in vitro stark von Sox10 abhängig. Die erzwungene retrovirale Expression von Zfp276 in primären Kulturen von Ratten Oligodendrozyten-Vorläuferzellen führt zu einer vorzeitigen Differenzierung in myelinisierende Oligodendrozyten auf Kosten einer fortgesetzten Proliferation. Im Gegensatz dazu führte die Oligodendrozyten-spezifische Deletion von Zfp276 zu einer starken Abnahme der reifen Myelinmarker im frühen postnatalen Rückenmark und Corpus callosum, welche sich in späteren Stadien erholt. Auch die Anzahl myelinisierter Axone im frühen postnatalen Rückenmark von Zfp276-defizienten Mäusen war stark verringert. Mechanistisch betrachtet, antagonisiert Zfp276 die Sox10 abgängige Transaktivierung genregulatorischer Regionen von Unreifefaktoren oligodendroglialer Vorläuferzellen wie Wnt7a, Id2, Tgfb2 und Cspg4 und treibt dadurch die Oligodendrozyten Differenzierung voran. Diese Studie ist die erste, die zeigt, dass der Antagonismus der Sox10-Transaktivierung durch Zfp276 auf der direkten und Sequenz-spezifischen Bindung von Zfp276 an ein konserviertes Konsens-Motiv beruht. Die DNA-Bindung sowie die Interaktion mit dem transkriptionellen Repressor Zeb2 wird über die C-terminal gelegene Zinkfingerdomäne von Zfp276 vermittelt. Diese Wechselwirkung von Zfp276 mit Zeb2 führte des Weiteren zu einer additiven Repression der Sox10-vermittelten Transaktivierung von Oligodendrozyten-Unreifefaktoren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Zfp276 für den rechtzeitigen Beginn der oligodendroglialen Differenzierung und die richtige Myelinisierung durch Abschaltung des Progenitoren-Programms benötigt wird. Als solches ist Zfp276 ein wichtiger neuer Transkriptionsregulator, der die Oligodendrozyten Differenzierung vorantreibt.