SFB 655:  Von Zellen zu Geweben: Determination und Interaktionen von Stammzellen und Vorläuferzellen bei der Gewebebildung

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Biologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 12447019

• Erstellungsjahr: 2018

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Während seiner Förderperiode (2005-2017) hat der SFB 655 eine zentrale Rolle in Bezug auf zwei wesentliche Aspekte - den wissenschaftlichen Fortschritt und den Aufbau eines biomedizinischen Campus - gespielt. Der SFB 655 war eine wesentliche Grundlage für den Erfolg der Technischen Universität Dresden (TUD) in der Exzellenzinitiative, die maßgeblich dazu beigetragen hat, dass sich der Dresdner Biomedizin-Forschungscampus im letzten Jahrzehnt eindrucksvoll weiterentwickelt und internationale Sichtbarkeit erlangt hat. So legte der SFB 655 im Jahr 2006 den Grundstein für das DFG-Forschungszentrum 111 und den Exzellenzcluster Center for Regenerative Therapies Dresden und war maßgeblich an der Einrichtung weiterer biomedizinischer Zentren in Dresden wie dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung - Paul Langerhans Institut (DZD-PLID) und dem Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) beteiligt. Darüber hinaus förderte die Existenz des SFB 655 maßgeblich die Dresdner Internationale Graduiertenschule für Biomedizin und Bioengineering (DIGS-BB), eines der größten und renommiertesten PhD-Programme in Deutschland, die 2006 in der Exzellenzinitiative ausgezeichnet und 2012 verlängert wurde. Was den wissenschaftlichen Fortschritt anbelangt, hat der SFB 655 Pionierarbeit für die wissenschaftliche Vision geleistet, die grundlegende Biologie somatischer Stamm- und Vorläuferzellen im Zusammenhang mit der Gewebebildung und schließlich der klinischen Anwendung zu verstehen. Der SFB 655 hat sich dabei auf zwei paradigmatische somatische Stammzellsysteme - das Nervensystem und das hämatopoetische System - konzentriert und die traditionell getrennten Disziplinen Zellbiologie, Entwicklungsbiologie, Evolutionsbiologie, Molekulare Biotechnologie und Medizin zusammengeführt und so die erste Institution in Deutschland mit diesem Konzept etabliert. Im Mittelpunkt des Nervensystems standen die Analyse von neuralen Stamm- und Vorläuferzellen- Subtypen in verschiedenen Systemen und die Analyse von Signalwegen, die die Proliferation von neuralen Stamm- und Progenitorzellen vs. die Differenzierung steuern, und deren Einfluss auf die Neurogenese auf molekularer Ebene. Ein Hauptthema des hämatopoetischen Systems war das Verständnis der hämatopoetischen Nische auf molekularer, zellbiologischer und biotechnologischer Ebene. Das Konzept, die Forschung an menschlichen Zellen und Geweben mit denen an verschiedenen Modellorganismen von Wirbeltieren (Zebrafisch, Axolotl und Maus) zu verbinden, war maßgeblich für die Aufdeckung gemeinsamer Prinzipien der Gewebebildung während der Entwicklung und im Erwachsenenalter, bei Krankheiten und im Kontext der Evolution. Dank dieser Integration reichen die im SFB 655 gewonnenen Erkenntnisse von der funktionellen Analyse wichtiger molekularer Akteure bis zur Untersuchung des komplexen Verhaltens von Stamm- und Vorläuferzellen in Geweben. Ein enormer Fortschritt war die Implementierung des "Genome Centers" als SFB 655 Z-Projekt, das nicht nur für SFB 655-Mitglieder, sondern auch für den gesamten Biomedizinischen Campus Dresden von entscheidender Bedeutung war. Der SFB 655 reifte weiter als eine Plattform, die die Karriere junger Wissenschaftler unterstützt. Damit hat der SFB 655 seine Erfolgsbilanz bei der Förderung von fortgeschrittenen Karrierestufen bestätigt. Sechs Projektleiter erhielten Angebote für Professuren. Zusammenfassend hat der SFB 655 herausragende Forschungsergebnisse geliefert, die den Kern eines wachsenden Campus in einem der vielversprechendsten Bereiche der Biomedizin stabilisiert und die Ausbildung von Forschern und Forschern der Zukunft gefördert haben.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2006). cAMP-dependent phosphorylation of PTB1 promotes the expression of insulin secretory granule proteins in beta cells. Cell Metabolism 3, 123-134
  Knoch KP, Meisterfeld R, Kersting S, Bergert H, Altkrüger A, Wegbrod C, Jäger M, Saeger HD, and Solimena M
  
• (2006). Signaling protein SWAP-70 is required for efficient B cell homing to lymphoid organs. Nature Immunol 7, 827-34
  Pearce G, Angeli V, Randolph GJ, Junt T, von Adrian U, Schnittler HJ, Jessberger R
  
• (2007). A clonal analysis of neural progenitors during axolotl spinal cord regeneration reveals evidence for both spatially restricted and multipotent progenitors. Development 134, 2083-93
  McHedlishvili L, Epperlein HH, Telzerow A, Tanaka EM
  
• (2007). Midbody and primary cilium of neural progenitors release extracellular membrane particles enriched in the stem cell marker prominin-1. J Cell Biol 176, 483-95
  Dubreuil V, Marzesco AM, Corbeil D, Huttner W, Wilsch-Bräuninger M
  
• (2008). Del-1 is an endogenous inhibitor of leukocyte-endothelial adhesion limiting inflammatory cell recruitment. Science 322,1101-4
  Choi EY, Chavakis E, Czabanka MA, Langer HF, Fraemohs L, Economopoulou M, Orlandi A, Kundu RK, Zheng YY, Prieto DR, Ballantyne CM, Constant SL, Aird W, Papayannopoulou T, Gahmberg CG, Udey MC, Vajkoczy P, Quertermous T, Dimmeler S, Weber C, Chavakis T
  
• (2008). Functional immobilization of signaling proteins enables control of stem cell fate. Nat Methods 5, 645-50
  Alberti K, Davey RE, Onishi K, George S, Salchert K, Seib FP, Bornhäuser M, Pompe T, Nagy A, Werner C, Zandstra PW
  
• (2008). SWAP-70 deficiency causes highaffinity plasma cell generation despite impaired germinal center formation. Blood 111, 2714-2724
  Quemeneur L, Angeli V, Chopin M, and Jessberger R
  
• (2009). Combining SDF-1/CXCR4 antagonism and chemotherapy in relapsed acute myeloid leukemia. Leukemia 23, 393-96
  Fierro FA, Brenner S, Oelschlaegel U, Jacobi A, Knoth H, Ehninger G, Illmer T, Bornhäuser M
  
• (2009). Stem Cells in the Adult Zebrafish Cerebellum: Initiation and Maintenance of a Novel Stem Cell Niche. J Neuroscience 29, 6142-6153
  Kaslin J, Ganz J, Geffarth M, Grandel H, Hans S, Brand M
  
• (2010). Polarization and migration of hematopoietic stem and progenitor cells rely on RhoA/ROCK I pathway and an active reorganization of the microtubule network. J Biol Chem. 285: 31661-31671
  Fonseca AV, Freund D, Bornhäuser M, Corbeil D
  
• (2010). SYK regulates B cell migration by phosphorylation of the F-actin interacting protein SWAP-70. Blood 117, 1574-1584
  Pearce G, Audzevich T, Jessberger R
  
• (2011). Proliferating versus differentiating stem and cancer cells exhibit distinct midbody-release behaviour. Nat Commun 2, 503
  Ettinger AW, Wilsch-Bräuninger M, Marzesco AM, Bickle M, Lohmann A, Maliga Z, Karbanová J, Corbeil D, Hyman AA, Huttner WB
  
• Verfahren und Mittel zur Identifizierung von Substanzen, welche die IgE- Produktion hemmen. German patent, DE 10 2010 027 827 B3, granted 16.06.2011
  Audzevich T, Jessberger R
  
• (2012). Acute inflammation initiates the regenerative response in the adult zebrafish brain. Science 338:1353-6
  Kyritsis N, Kizil C, Zocher S, Kroehne V, Kaslin J, Freudenreich D, Iltzsche A, Brand M
  
• (2012). Polycomb group ring finger 1 cooperates with Runx1 in regulating differentiation and self renewal of hematopoietic cells. Blood 119, 4152-61
  Ross K, Sedello AK, Putz G, Paszkowski-Rogacz M, Bird AW, Hubner N, Mann M, Waskow C, Stocking C, and Buchholz F
  
• (2012). Polymorphism rs11085226 in the gene encoding polypyrimidine-tract binding protein 1 negatively affects glucose-stimulated insulin secretion. PLoS One 7, e46154
  Heni M, Ketterer C, Wagner R, Linder K, Böhm A, Herzberg-Schäfer SA, Machicao F, Knoch KP, Fritsche A, Staiger H, Häring HU, Solimena M
  
• (2012). Reconstitution of the central and peripheral nervous system during salamander tail regeneration. PNAS 109: E2258-66
  Mchedlishvili L, Mazurov V, Grassme KS, Goehler K, Robl B, Tazaki A, Roensch K, Duemmler A, Tanaka EM
  
• (2012): The leukocyte integrin antagonist Del-1 inhibits IL-17-mediated inflammatory bone loss. Nature Immunol 13, 465-73
  Eskan MA, Jotwani R, Abe T, Chmelar J, Lim JH, Liang S, Ciero P, Krauss J, Li F, Rauner M, Hofbauer LC, Choi EY, Chung KJ, Hashim A, Curtis M, Chavakis T, Hajishengallis G
  
• (2013) Prominin-1 allows prospective isolation of neural stem cells from the adult murine hippocampus. J Neurosci 33:3010-3024
  Walker TL, Wierick A, Sykes AM, Waldau B, Corbeil D, Carmeliet P, Kempermann G
  
• (2013). Asymmetric inheritance of centrosomeassociated primary cilium membrane directs ciliogenesis after cell division. Cell 155, 333-344
  Paridaen JTML, Wilsch-Bräuninger M, Huttner WB
  
• (2013). Progressive Specification Rather than Intercalation of Segments During Limb Regeneration. Science 342: 1375-1379
  Roensch K, Tazaki A, Chara O, Tanaka EM
  
• (2013). Regulation of cerebral cortex size and folding by expansion of basal progenitors. EMBO J, 32:1817-28
  Nonaka-Kinoshita M, Reillo I, Artegiani B, Martinez M, Nelson M, Borrell V, Calegari F
  
• (2013). The histone demethylase UTX regulates stem cell migration and hematopoiesis. Blood 121, 2462-73
  Thieme S, Gyárfás T, Richter C, Ozhan G, Fu J, Alexopulou D, Muders MH, Michalk I, Jakob C, Dahl A, Klink B, Bandola J, Bachmann M, Schröck E, Buchholz F, Stewart AF, Weidinger G, Anastassiadis K, Brenner S
  
• (2013). Tightly anchored tissue-mimetic matrices as instructive stem cell microenvironments. Nature Methods 10, 788-94
  Prewitz M, Seib PF, von Bonin M, Niehae C, Friedrichs J, Stißel A, Müller K, Anastassiadis K, Waskow C, Hoflack B, Bornhäuser M, Werner C
  
• (2014). Hes3 is expressed in the adult pancreatic islet and regulates gene expression, cell growth, and insulin release. J Biol Chem, 289, 35503-16
  Masjkur J, Arps-Forker C, Poser SW, Nikolakopoulou P, Toutouna L, Chenna R, Chavakis T, Chatzigeogiou A, Chen LS, Dubrovska A, Choudhary P, Uphues I, Mark M, Bornstein SR, Androutsellis- Theotokis A
  
• (2014). Kit Regulates HSC Engraftment across the Human-Mouse Species Barrier. Cell Stem Cell 15, 227-38
  Cosgun KN, Rahmig S, Mende N, Reinke S, Hauber I, Schäfer C, Petzold A, Weisbach H, Heidkamp G, Purbojo A, Cesnjevar R, Platz A, Bornhäuser M, Schmitz M, Dudziak D, Hauber J, Kirberg J, Waskow C
  
• (2014). The age and genomic integrity of neurons after cortical stroke in humans. Nat Neurosci 17:801-3
  Huttner WB, Bergmann O, Salehpour M, Rácz A, Tatarishvili J, Dahl A, et al.
  
• (2015). Brain oxygen tension controls the expansion of outer subventricular zone-like basal progenitors in the developing mouse brain. Development 142, 2904-15
  Wagenführ L, Meyer AK, Braunschweig L, Marrone L, Storch A
  
• (2015). Ccnd1/Cdk4-mediated cell cycle progression provides a competitive advantage for human hemantopoietic stem cells in vivo. J Exp Med 212, 1171-1183
  Mende N, Kuchen E, Lesche M, Grinenko T, Kokkaliaris Kd, Hanenberg H, Lindemann D, Dahl A, Platz A, Hoefer T, Calegari F, Waskow C
  
• (2015). Human-specific gene ARHGAP11B promotes basal progenitor amplification and neocortex expansion. Science 347:1465-70
  Florio M, Albert M, Taverna E, Namba T, Brandl H, Lewitus E, Haffner C, Sykes A, Wong FK, Peters J, Guhr E, Klemroth S, Prüfer K, Kelso J, Naumann R, Nüsslein I, Dahl A, Lachmann R, Pääbo S, Huttner WB
  
• (2015). RNAi profiling of primary human AML cells identifies ROCK1 as a therapeutic target and nominates fasudil as an antileukemic drug. Blood 125, 3760-8
  Wermke M, Camgoz A, Paszkowski-Rogacz M, Thieme S, von Bonin M, Dahl A, Platzbecker U, Theis M, Ehninger G, Brenner S, Bornhäuser M, Buchholz F
  
• (2015). Tox: a multifunctional transcription factor and novel regulator of mammalian corticogenesis. EMBO J 34, 896-910
  Artegiani B, de Jesus Domingues AM, Bragado Alonso A, Brandl E, Massalini S, Dahl A, Calegari F
  
• (2015). Valproic acid enhances neuronal differentiation of sympathoadrenal progenitor cells. Mol Psychiatry 20, 941-50
  Vukićević V, Qin N, Balyura M, Eisenhofer G, Wong ML, Licinio J, Bornstein SR, Ehrhart-Bornstein M
  
• (2016). Independent modes of ganglion cell translocation guide correct lamination in the zebrafish retina. J Cell Biol 215, 259-75
  Icha J, Kunath C, Rocha-Martins M, Norden C
  
• (2016). The bulk of the hematopoietic stem cell population is dispensable for murine steady-state and stress hematopoiesis. Blood 128, 2285-96
  Schoedel KB, Morcos MN, Zerjatke T, Roeder I, Grinenko T, Voehringer D, Gothert JR, Waskow C, Roers A, Gerbaulet A
  
• (2016). The effects of stress on brain and adrenal stem cells. Mol Psychiatry 21, 590-3
  Rubin de Celis MF, Bornstein SR, Androutsellis-Theotokis A, Andoniadou CL, Licinio J, Wong ML, Ehrhart-Bornstein M
  
• (2017). A self-sustained loop of inflammation-driven inhibition of beige adipogenesis in obesity. Nature Immunol 18, 654-64
  Chung KJ, Chatzigeorgiou A, Economopoulou M, Garcia-Martin R, Alexaki VI, Mitroulis I, Nati M, Gebler J, Ziemssen T, Goelz SE, Phieler J, Lim JH, Karalis KP, Papayannopoulou T, Blüher M, Hajishengallis G, Chavakis T
  
• (2017). Clonal fate-mapping quantifies the number of haematopoietic stem cells that arise during development. Nature Cell Biol 19,17-27
  Henninger J, Santoso B, Hans S, Durand E, Moore J, Mosiman C, Brand M, Traver D, Zon L
  
• (2017). Donor cell leukemia: evidence for multiple preleukemic clones and parallel long term clonal evolution in donor and recipient. Leukemia 31, 1637- 40
  Herold S, Kuhn M, Bonin MV, Stange T, Platzbecker U, Radke J, Lange T, Sockel K, Gutsche K, Schetelig J, Röllig C, Schuster C, Roeder I, Dahl A, Mohr B, Serve H, Brandts C, Ehninger G, Bornhäuser M, Thiede C
  
• (2017). Myelodysplastic syndromes and bone loss in mice and men. Leukemia 31,1003-7
  Weidner H, Rauner M, Trautmann F, Schmitt J, Balaian E, Mies A, Helas S, Baschant U, Khandanpour C, Bornhäuser M, Hofbauer LC, Platzbecker U
  
• (2017). Tregs restrain dendritic cell autophagy to ameliorate autoimmunity. J Clin Invest 127: 2789-2804
  Alissafi T, Banos A, Boon L, Sparwasser T, Ghigo A, Wing K, Vassilopoulos D, Boumpas D, Chavakis T, Cadwell K, Verginis P