Atomkraftmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Rasterkraftmikroskop (atomic force microscope, AFM) wird dazu genutzt, unsere früheren Ergebnisse, die mittels AFM in zellfreien Systemen gewonnen wurden, auf zellbasierte Experimente auszuweiten und dort neue Erkenntnisse zu den Bindungeigenschaften verschiedener Zell-Zell-Adhäsionsmoleküle zu gewinnen. Das AFM wird hier überwiegend für force spectroscopy verwendet. So zeigten wir mittels AFM, dass die Bindungeigenschaften des desmosomalen Cadherins Dsg3 nicht uniform sind sondern im Gegenteil auf der Zelloberfläche regional spezifische Bindungskräfte vorherrschen. Derzeit untersuchen wir daher, wie verschiedene zelluläre Signalmoleküle sowie das Aktin- und das Keratinzytoskelett die Bindungseigenschaften verschiedener desmosomaler Cadherine beieinflussen. Weiterhin nutzten wir das AFM um das Wissen über die Wirkmechanismen der Autoantikörper, die ursächlich für die blasenbildende Hauterkrankung Pemphigus vulgaris sind, zu erweitern und zeigten dass nicht die Inhibition der Dsg3- Bindung sondern intrazelluläre Signalwege essentiell bei dieser Erkrankung sind (Kollaboration mit Enno Schmitdt, Miklós Sardy). In einer Kollaborationen mit Chuck Parkos (nun University of Michigan, Ann Arbor) untersuchten wir den Beitrag bestimmter Domänen des Adhäsionsmoleküls JAM-A für dessen Bindugseigenschaften. Ebenso untersuchten wir mittels kraftspektroskopischen Messungen die Bindungeigenschaften von Ep-CAM in einer Kollaboration mit der HNO-Klinik der LMU München (Olivier Gires). In einer langdauernden Kollaboration mit Nicolas Schlegel (Chirurgische Klinik, Universität Würzburg) wurde die Rolle verschiedener VE-Cadherin-Spaltprodukte untersucht sowie der Einfluss spezifischer Peptide und Substanzen auf die Bindung von Dsg2 und E-Cadherin charakterisiert. Basierend auf diesen Daten wird derzeit das AFM genutzt, die Rolle Dsg2-vermittelter Adhäsion bei der Pathogenese des M. Crohn zu untersuchen. Schlussendlich nutzten wir das AFM um die mechanischen Eigenschaften der inneren Grenzmembran der Retina in Kollaboration mit der Augenklinik der LMU München zu untersuchen. Konkret untersuchten wir bisher die Effekte eines bei chirurgischen Eingriffen am Auge verwendeten Medikaments auf die Elastizität dieses Gewebes. Die Kollaboration hierzu wird derzeit fortgeführt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013). Desmoglein 2 is less important than Dsg3 for keratinocyte cohesion. PLOS One, 8(1): e53739
Hartlieb E, Partilla M, Vigh B, Spindler V, Waschke J
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(2013). Peptide-mediated desmoglein 3 crosslinking prevents pemphigus vulgaris autoantibody-induced skin blistering. J Clin Invest, 123(2):800–811
Spindler V, Rötzer V, Dehner C, Kempf B, Gliem M, Radeva M, Hartlieb E, Harms GS, Schmidt E, Waschke J
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(2014) Desmoglein-2 interaction is crucial for cardiomyocyte cohesion. Cardiovasc Res. 2014 Nov 1;104(2):245-57
Schlipp A, Schinner C, Spindler V, Vielmuth F, Gehmlich K, Syrris P, McKenna WJ, Dendorfer A, Hartlieb E, Waschke J
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(2014). Trans-dimerization of JAM-A Regulates Rap2 and is Mediated by a Domain that is Distinct from the Cis-dimerization Interface. Mol Biol Cell, 25(10):1574-85
Monteiro AC, Luissint AC, Sumagin R, Lai C, Vielmuth F, Wolf MF, Laur O, Reiss K, Spindler V, Stehle T, Dermody TS, Nusrat A, Parkos CA
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(2015) Atomic force microscopy identifies regions of distinct desmoglein 3 adhesive properties on living keratinocytes. Nanomedicine. 2015 Apr;11(3):511-20
Vielmuth F, Hartlieb E, Kugelmann D, Waschke J, Spindler V
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(2015) Loss of Desmoglein Binding Is Not Sufficient for Keratinocyte Dissociation in Pemphigus. J Invest Dermatol. 135(12):3068-77
Vielmuth F, Waschke J, Spindler V
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(2015) Soluble VE-cadherin is involved in endothelial barrier breakdown in systemic inflammation and sepsis. Cardiovasc Res. 2015 Jul 1;107(1):32-44
Flemming S, Burkard N, Renschler M, Vielmuth F, Meir M, Schick MA, Wunder C, Germer CT, Spindler V, Waschke J, Schlegel N
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Cleavage and Cell Adhesion Properties of Human Epithelial Cell Adhesion Molecule hEpCAM J Biol Chem. 2015 Oct 2;290(40):24574-91
Tsaktanis T, Kremling H, Pavšič M, von Stackelberg R, Mack B, Fukumori A, Steiner H, Vielmuth F, Spindler V, Huang Z, Jakubowski J, Stoecklein NH, Luxenburger E, Lauber K, Lenarčič B, Gires O
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Loss of Desmoglein 2 Contributes to the Pathogenesis of Crohn’s Disease. Inflamm Bowel Dis. 2015 Oct;21(10):2349-59
Spindler V, Meir M, Vigh B, Flemming S, Hütz K, Germer CT, Waschke J, Schlegel N
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(2016) Biomechanical properties of the internal limiting membrane after intravitreal ocriplasmin treatment. Ophtalmologia, 2016, Vol.235, No. 4, 233-240
Vielmuth F., Schumann RG, Spindler V, Wolf A, Scheler R, Mayer WJ, Henrich PB, Haritoglou C
