Untersuchung der Funktion von Creld1 im Herzen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dagmar Wachten
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Kardiologie, Angiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266024333

Fehlbildungen des Herzens gehören zu den häufigsten Erkrankungen bei Neugeborenen und sind die Todesursache Nummer eins im ersten Lebensjahr. Besonders häufig treten Defekte in den Herzklappen und den Herzscheidewänden auf. Eine solche Fehlbildung bezeichnet man als AVSD (atrioventricular septal defect). Uns ist es gelungen, Creld1 (Cysteine-rich with EGF-like domains 1) als ein neues Schlüsselprotein in der Herzentwicklung zu identifizieren. Creld1 kontrolliert die Ausbildung der Herzklappen und ist damit für die Trennung des Herzens in Vorhöfe und Kammern verantwortlich. Knockout-Mäuse, denen Creld1 in jeder Zelle des Organismus fehlt, sterben während der Embryonalentwicklung an Tag E11.5, da die Separierung des Herzens unterbunden ist. Wir konnten zeigen, dass Creld1 einen der wichtigsten Signalwege für die Ausbildung der Herzscheidewände und der Herzklappen kontrolliert - den Calcineurin/NFAT-Signalweg. Die Funktion des Calcineurin/NFAT-Signalwegs im Herzen unterscheidet sich jedoch zwischen verschiedenen Zelltypen, v.a. zwischen endokardialen und myokardialen Zellen. Zelltyp-spezifische Funktionen für Creld1 im Herzen können in Creld1 Knockout-Mäusen, in denen Creld1 in jeder Zelle fehlt, jedoch nur schwer adressiert werden. Daher werden wir zelltyp-spezifische Creld1 Knockout-Mäuse, denen Creld1 entweder in endokardialen oder in myokardialen Zellen fehlt, nutzen, um die Funktion von Creld1 in der Herzentwicklung genauer zu untersuchen.Mutationen im humanen CRELD1-Gen werden mit dem Auftreten von AVSD in Verbindung gebracht. Besonders häufig treten diese Mutationen in Verbindung mit dem Down Syndrom auf. Es ist jedoch unklar, ob Mutationen im CRELD1-Gen tatsächlich die Ursache für die Entstehung von AVSD sind. Daher werden wir Creld1 Knock-in-Mäuse herstellen, die die entsprechenden Mutationen im Creld1-Gen der Maus tragen und analysieren, ob diese Mäuse AVSD ausbilden. Zusätzlich werden Creld1 Knock-in-Mäuse in ein Mausmodel für Down Syndrome eingekreuzt, um den Zusammenhang zwischen Mutationen in Creld1 und der Entstehung von AVSD in Down Syndrom Patienten in vivo zu untersuchen. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass die Creld1-abhängige Aktivierung des Calcineurin/NFAT-Signalwegs über den Wachstumsfaktor VEGF gesteuert ist. Die meisten VEGF-abhängigen Prozesse werden über den VEGF-Rezeptor VEGFR2 reguliert. Mit Hilfe von pharmakologischen Werkzeugen werden wir den Zusammenhang zwischen VEGFR2, Creld1, Calcineurin und NFAT in embryonalen Fibroblasten aus Wildtyp- und Creld1 Knockout-Mäusen untersuchen. Die Ergebnisse der hier vorgestellten Versuche werden dazu beitragen, die Funktion von Creld1 in der Entwicklung von AVSD in vivo und in vitro zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen