Entschlüsselung und funktionelle Charakterisierung des tonischen B-Zell-Rezeptor-Signalnetzwerks in humanen B-Zellen

• Antragsteller: Dr. Michael Engelke; Professor Dr. Thomas Oellerich
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406068353

Der B-Zell-Antigenrezeptor (BZR) steuert die Entwicklung, Aktivierung und Differenzierung von B-Zellen und ist darüber hinaus für ihr Überleben essenziell. Die BZR-vermittelten Überlebenssignale werden als tonische BZR-Signale bezeichnet, da sie in Abwesenheit von Antigenbindung erfolgen. Obgleich in diversen Studien die Bedeutung des Phosphatidylinositol-3-Kinase-Signalwegs beschrieben wurde, sind die tonischen BZR-Signale im Detail weitgehend unverstanden. Eine funktionelle Charakterisierung der zugrunde liegenden Signalprozesse ist aber erforderlich, um die molekulare Grundlage von BZR-vermittelten Überlebenssignalen zu verstehen und zudem die Ursachen von Fehlsteuerungen dieser Signale, wie sie in B-Zell-Neoplasien vorliegen, erkennen zu können. Daher ist das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens, die tonische BZR-Signalweiterleitung in humanen B-Zellen aufzuklären und funktionell zu untersuchen, indem wir zum einen das tonische BZR-Signalnetzwerk mittels phosphoproteomischer Analysen umfassend charakterisieren und zum anderen den Einfluss des Zytoskeletts auf BZR-vermittelte Überlebenssignale, auch im Vergleich zu Lymphomzellen, funktionell untersuchen. Wir planen dazu im Wesentlichen drei Projektteile, die in enger Kooperation an den Standorten Göttingen und Frankfurt bearbeitet werden sollen.Im ersten Projektteil werden wir, aufbauend auf unseren Arbeiten zu tonischen BZR-abhängigen Signalvorgängen in Lymphomzelllinien, durch massenspektrometrische Verfahren den Phosphorylierungsstatus in ruhenden primären humanen B-Zellen untersuchen und durch den Einsatz spezifischer Inhibitoren den Einfluss BZR-proximaler Effektoren und des Zytoskeletts auf die tonischen BZR-Signaltransduktion studieren. Zudem können wir durch den systematischen Vergleich der Ergebnisse mit unseren Daten aus Lymphomzellen Fehlsteuerungen der tonischen BZR-Signalweiterleitung bestimmen. Für den zweiten Projektteil planen wir, diese Erkenntnisse und unsere Daten aus den Vorarbeiten zu nutzen, um die tonische BZR-Signalweiterleitung mechanistisch zu charakterisieren. Wir werden dazu Zellmodelle etablieren, indem wir die Expression ausgewählter Effektoren manipulieren. Aufgrund der Bedeutung des Aktin-basierten Zytoskeletts für die Kontrolle von BZR-Signalen, werden wir ein besonderes Augenmerk auf potenzielle Regulatoren des Zytoskeletts legen. Mithilfe dieser Zellen können wir die tonische BZR-Signalweiterleitung detailliert analysieren und unsere Erkenntnisse dann in primären humanen B-Zellen verifizieren. Im Rahmen dieser Studien möchten wir in einem dritten Projektteil, die räumliche Organisation der tonischen BZR-Signalweiterleitung studieren. Ein besonderes Augenmerk werden wir bei diesen Untersuchungen auf den Mechanismus legen, der die Stabilisierung vorgebildeter Signalkomplexe steuert und auf diese Weise tonische Signale kontrolliert. Wir werden insbesondere die Rolle des Aktin-basierten Zytoskeletts bei diesem Prozess charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen