Analyse der zellulären Funktionen der Sphingolipide und ihrer Metabolite mit Hilfe von null allelischen Serin-Palmitoyl-CoA Transferase (spt-/-) Mausmodellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Sphingolipide stellen die größte Gruppe (etwa 3900) unter den komplexen Lipiden der eukaryotischen Zelle, von den langkettigen Sphingosinbasen über die Ceramide, Phoshosphingolipide, neutrale und saure (Ganglioside) Ceramidpolyhexoside reichend. Die Kernstruktur und damit der primäre Baustein in der Biosynthese aller Sphingolipide ist die Sphingosinbase. Der Primärschritt wird durch die Serin-Palmitoyl-CoA-Transferase (SPT) katalysiert. Die Sphingolipd Struktur-Funktionsbeziehung ist bis heute ein Enigma der Zellbiologie geblieben, obwohl Sphingosin, Sphingosin-1-Phosphat und Ceramide als wichtige Signaltransductionsmoleküle in zahllosen zellulären Prozessen postuliert wurden. Wir haben im vorliegenden Projekt einen genetischen Ansatz gewählt und die Grundlage für das Studium der systemischen und gewebsspezifischen Bedeutung der Sphingolipide im in vivo Experiment gelegt. Analog zu früheren in unserem Laboratorium erstellten Mausmodellen haben wir ein entwicklungs- und gewebsspezifisches, induzierbares Serin-Palmitoyl-CoATransferase null (spt-/-) Maus-Modell erstellt. Die Ausschaltung des Schlüsselenzyms sollte die de novo- Synthese des Grundbausteins aller Sphingolipide unterbinden. Der Phänotyp der gewebs- und zeitspezifisch mutierten Mausmodelle sollte weitreichende Erkenntnisse zur Rolle der Sphingolipide in den entsprechenden Geweben geben. In der Förderperiode wurde die erstrebenswerte sptflox/flox– null Mauslinie nach einigen Rückschlägen, wie sie die Mausgenetik mit sich bringt, generiert. Für die Induktion der Cre-Recombinase zur zeit- und/bzw. gewebsabhängigen spt- Genexpressions-Ausschaltung wurden Cre-Konstrukte mit entsprechenden Promotoren erstellt und transgene Cre- Mauslinien durch Vorkern-Injektion gewonnen und ausgiebig der Funktionskontrolle unterzogen. Sie stehen nun für die Einkreuzung in die sptflox/flox Maus bereit. Doxycylin und Tamoxifen Induktionen wurden als für die Induktion zur Excision der „gefloxten“ Bereiche im spt-locus zur Deletion der spt-Expression in den entsprechenden Geweben als geeignet befunden. Unsere Arbeiten in diesem von der DFG dankenswerterweise geförderten Projekts haben mit der Erstellung der sptflox/flox Maus und den transgenen induzierbaren Cremauslinien den Grundstein für eine systemische Analyse der Funktion der Sphingolipide gelegt. Nach Ablauf der Laufzeit der DFG Förderung wurde dieses Projekt in das Programm des Zentrum für Molekulare Medizin überführt. Somit werden wir nun auf der Ergebnislage, die in diesem DFG-geförderten Projekt geschaffen wurde, die zellbiologischen Fragestellungen in den verschiedenen Organen und systemisch weiterführen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2005. Neutral sphingomyelinase 2 (smpd3) in the control of postnatal growth and development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 120, 4554-4559
Stoffel, W., Jenke, B., Block, B., Zumbansen, M. & Koebke, J.
- 2007. Neutral Sphingomyelinase (SMPD3) Deficiency causes a Novel Form of Chondrodysplasia and Dwarfism That Is Rescued by Col2A1-Driven smpd3 Transgene Expression. Am J Pathol. 171,153-61
Stoffel W, Jenke B, Holz B, Binczek E, Gunter RH, Knifka J, Koebke J, Niehoff A
