Engrailed 1 vermittelt Fibroblastenaktivierung und Gewebsfibrose

• Antragsteller: Dr. Alexandru-Emil Matei
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462543409

Fibrotische Erkrankungen sind eine der häufigsten Ursachen von Mortalität und Morbidität in den Industrieländern. Sie sind charakterisiert durch überschüssige Produktion von extrazellulärer Matrix (ECM), die eine normale Funktion der betroffenen Organe beeinträchtigt. Die Systemische Sklerose (SSc) ist eine prototypische fibrotische Erkrankung. In fibrotischen Erkrankungen werden ruhende Fibroblasten chronisch aktiviert und differenzieren sich in Myofibroblasten, welche übermäßige ECM deponieren. Transforming growth factor β (TGFβ) spielt eine zentrale Rolle bei den Prozessen, die zu Fibroblastenaktivierung führen. Eine persistente Aktivität des TGFβ-Signalweges ist ausreichend, um einen Myofibroblast-Phänotyp in ruhenden Fibroblasten und eine fibrotische Erkrankung in Mäuse zu induzieren. Die intrazellulären TGFβ-induzierten Signalwege und die Mechanismen, wodurch der TGFβ-Signalweg reguliert wird sind jedoch unvollständig charakterisiert. Engrailed 1 (EN1 / En1) ist vorübergehend während der dermalen Entwicklung bei Mäusen in einer Gruppe von Fibroblasten exprimiert, welche die häufigste Fibroblastenpopulation und wichtigste Quelle für Collagen 1 und 3 in adulter Dermis wird. Es ist jedoch bisher nicht bekannt, wie die Expression von EN1 nach der Embryogenese reguliert wird, und ob EN1-modulierte Signalwege die Fibroblastenaktivierung regulieren. Unsere Vorarbeiten zeigten, dass EN1 in SSc und experimenteller Hautfibrose durch den TGFβ-SMAD-Signalweg hochreguliert ist. Wir zeigten auch, dass EN1 die von TGFβ-induzierte Fibroblastenaktivierung fördert. EN1 induziert transkriptomische Änderungen mit Hochregulierung profibrotischer Gene und Herabregulierung antifibrotischer Gene. Unsere in silico Analysen vorhersagten, dass En1 sowohl direkt - indem es als transkriptioneller Aktivator wirkt - als auch indirekt die Genexpression reguliert. Wir zeigten darüber hinaus, dass ein fibroblastenspezifischer Knockout von En1 die Entwicklung von Hautfibrose in verschiedenen murinen Modellen hemmt, welche unterschiedliche Krankheitsstadien von SSc reproduzieren. In diesem Antrag wollen wir: 1. die Rolle von Sekretion und Internalisierung von EN1 in Fibrose untersuchen, nachdem bereits beschrieben wurde, dass EN1 sezerniert und internalisiert wird und dadurch als parakrines Signalmolekül wirken kann; 2. die potentielle Beteiligung von EN1 bei den Umlagerungen des Zytoskelets während der Differenzierung zu Myofibroblasten untersuchen, wie die Analyse der RNA-Sequenzierungsdaten in unseren Vorarbeiten suggeriert; 3. die Interaktionspartner von EN1 identifizieren, welche die Effekte von EN1 auf die Fibroblastenaktivierung modulieren, da diese Interaktionspartner die Spezifizität der Bindung von EN1 zu Zielgenen beeinflussen und für die Beteiligung von EN1 in Regulation von Translation verantwortlich sein können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Jörg Hans Wilhelm Distler; Dr. Andrea-Hermina Györfi