Investigations on the roles of Claudins during zebrafish cardiovascular development
Final Report Abstract
Claudine sind essentielle Regulatoren der parazellulären Permeabilitätseigenschaften zellulärer Barrieren. Neuerdings konnten einige wichtige entwicklungsbiologische Funktionen von verschiedenen Mitgliedern dieser Proteinfamilie in sich entwickelnden Geweben belegt werden. Im Rahmen dieser Sachbeihilfe sollte die Funktion der endokardial- und endothelial-exprimierten Claudine5a und -5b während der Entwicklung des Herz-/Kreislaufsystems des Zebrafisches beschrieben werden. Vorarbeiten an diesen Claudinen hatten Hinweise auf eine neuartige Funktion während der Angiogenese geliefert, die sich von den besser beschriebenen Barriere-Eigenschaften von Claudin5 Proteinen unterscheidet. In diesem Zusammenhang konnten wir eine loss-of-function claudin5b Mutante charakterisieren, die keine offensichtlichen endothelialen oder endokardialen Defekte aufweist. Da im Endothelium dieser claudin5b mutanten Tiere Claudin5a nachweisbar ist, wurden daraufhin erfolglos versucht, auch eine claudin5a Mutante zu erzeugen. In einem weiteren Projektteil wurden mögliche Interaktion zwischen Claudin5a/b und dem EphB4a/EphrinB2a Rezeptor/Ligandenpaar studiert. Wir konnten nachweisen, dass insbesondere die ephB4ahu3378; ephrinB2ahu3393 Doppelmutanten starke phänotypische Ähnlichkeiten mit den bereits beschriebenen ephB4a oder ephrinB2a und den claudin5a/b morphanten Phänotypen aufweisen. Neben den bereits bekannten Angiogenesedefekten, insbesondere Defekten in der Trennung von dorsaler Aorta und kaudaler Vene, weisen die Doppelmutanten darüber hinaus auch einen sehr starken und höchstinteressanten kardialen Defekt auf, der bislang noch nicht beschrieben wurde. In einem weiteren Versuchsteil, konnten wir die mögliche Rolle von Claudin5 Proteinen in der Regulation von Zellaffinitäten zwischen endothelialen Zellen studieren. Es wurde erwartet, dass Claudin-5 Proteine eine erhöhte Zellaffinität zwischen arteriellen Zellen vermittelt während für venöse Angioblasten ein solcher Effekt nicht zu erwarten war. Mittels Zelltransplantationsstudien wurden genetische Mosaikstudien durchgeführt, die nahelegen, dass Claudin5a/b möglicherweise differentielle Zellaffinitäten zwischen arteriellen und venösen Endothelzellen beeinflussen und dass durch den Verlust von Claudin5a/b die korrekte Segregation von Arterien und Venen gestört wird. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse auf eine nicht-kanonische neuartige Funktion von Claudin5a/b während der Angiogenese im Zebrafischembryo hin.
