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Projekt
Auswirkungen des Verlusts von Desmoglein 2 für die Struktur und Funktion von Zell-Zellkontakten im Darmepithel
Antragsteller
Professor Dr. Pavel Strnad
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273723961
Darmepithelien schützen den Organismen gegenüber Pathogenen und sorgen zugleich für die selektive Aufnahme von Nährstoffen. Diese Doppelfunktion wird vom apikalen Haftkomplex unterstützt, der adluminal die Plasmamembranen benachbarter Zellen verbindet. Er besteht aus den zirkulären Strängen der Tight Junctions (TJs), den gürtelförmigen Adherenskontakten (AJs) und fleckförmigen Desmosomen. Im Gegensatz zu den TJs und AJs ist die Bedeutung der Desmosomen für die intestinale Homöostase kaum untersucht. Desmosomen sind Multiproteinkomplexe, bei denen die transmembranösen Desmogleine (Dsg) und Desmocolline (Dsc) eine zentrale Rolle spielen. Sie sind über Plaqueproteine mit dem Keratin-Intermediärfilament-Zytoskelett verbunden. Wir haben jüngst Darm-spezifische Desmoglein 2-Knockout-Mäuse (DSG2 iKOs) generiert, um die Bedeutung der desmosomalen Cadherin-abhängigen biologischen Funktionen intestinaler Desmosomen zu untersuchen. Diese Mäuse zeigen keine klinisch sichtbaren Symptome. Dennoch sind die Spiegel von desmosomalen, AJ und TJ Proteinen deutlich verändert. Außerdem weisen die Tiere eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber chemisch-induzierter Colitis auf, was sich in erhöhtem Gewichtsverlust, Verkürzung des Colon, verstärkten Epithelschäden und erhöhten pro-inflammatorischen Zytokinen äußert.Das Projektziel ist die Aufklärung der Konsequenzen der Dsg2-Ablation für die Struktur und die Funktion des apikalen Haftkomplex in der Annahme, dass eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit des apikalen Haftkomplex für die beobachtete erhöhte Empfindlichkeit der DSG2 iKO Mäuse gegenüber intestinalen Stressoren verantwortlich ist. Deswegen wollen wir die DSG2 iKO Mäuse und intestinale DSG2 Knockdown-Tumorepithelzell-Linien untersuchen. Zuerst werden wir den molekularen Aufbau, die Ultrastruktur und Dynamik der Desmosomen sowie Desmosomen-abhängige Adhäsion analysieren. Mit Immunpräzipitationsexperimenten soll die Auswirkung die Dsg2-Ablation für die Interaktion der verbliebenen desmosomalen Proteine bestimmt werden. Dann wollen wir die Konsequenzen des Dsg2-Verlusts für die TJs und AJs untersuchen. Hierbei werden wir auch die Integrität der intestinalen Barriere und die Effizienz von Resorption und Sekretion analysieren. Außerdem werden wir die Effekte der Dsg2-Depletion für die Physiologie des intestinalen Epithels analysieren, indem wir die Wanderung und Differenzierung der Epithelzellen entlang der Krypten-Villus-Achse, die mechanische Stabilität, Adhäsivität und Apoptose-Empfindlichkeit der intestinalen Epithelzellen untersuchen als auch Catenin-abhängige Signalwege und den Schutz gegenüber mikrobiologischen Infektionen überprüfen. Das Projekt soll das Verständnis der Bedeutung desmosomaler Cadherine für desmosomale Funktionen im Kontext des apikalen Haftkomplex in intestinalen Epithelien verbessern mit dem Langzeitziel, ihre Rolle für die Aufrechterhaltung und Kontrolle der Proliferation und Differenzierung intestinaler Epithelien zu klären.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
