Die Rolle des Hypoxie-Signalwegs in Thymusepithelzellen für die Thymusentwicklung, -funktion und -erholung nach antineoplastischer Therapie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zu Beginn des Projektes sprachen Vorversuche für eine zentrale Funktion des von Hippel-Lindau Proteins (pVhl) innerhalb von Thymusepithelzellen (TECs) für die Thymusorganogenese. Neben seiner zentralen Rolle als negativer Regulator des Hypoxie-Signalweges hat pVHL auch Funktionen, die unabhängig von diesem Signalweg sind. Um mit einem genetischen Ansatz innerhalb von murinen TECs in vivo eine Aktivierung des Hypoxie-Signalweges zu induzieren, wurde in TECs das von Hippel-Lindau Gen (Vhl) mittels des Foxn1-Cre-Transgens inaktiviert (Foxn1CreVhlfl/fl). Diese Mäuse zeigten den kompletten Verlust des Thymus als Organ. Im verbleibenden mediastinalen Gewebe konnten weder T- Zellprogenitoren noch TECs nachgewiesen werden. Entsprechend waren die peripheren lymphatischen Organe durch das fast komplette Fehlen reifer T-Zellen gekennzeichnet. In Foxn1CreVhlfl/fl-Embryonen konnten rudimentäre Thymi nachgewiesen werden, die keine reifen TECs enthielten. Die wenigen verblieben unreifen TECs hatten ein klarzelliges Erscheinungsbild und waren durch intrazelluläre Glykogenakkumulationen und Lipidvakuolen gekennzeichnet. Um zu untersuchen, ob die fehlende pVhl vermittelte negative Regulation von HIF-2α für den athymischen Phänotyp der Foxn1CreVhlfl/fl Mäuse mitverantwortlich ist, wurde Hif-2α zusätzlich zu Vhl in TECs genetisch ausgeschaltet (Foxn1CreVhlfl/flHif2αfl/fl). Hier konnte in erwachsenen Mäusen im Gegensatz zu Foxn1CreVhlfl/fl-Mäusen ein kleiner Thymus nachgewiesen werden. Jedoch konnte der aplastische Foxn1CreVhlfl/fl-Thymus durch die zusätzliche Hif-2α-Deletion nur teilweise gerettet werden. Schließlich wurden Mäuse mit einer Inaktivierung von Vhl, Hif1α, Hif2α in TECs gezüchtet. In diesen Mäusen kam es zu einer kompletten Rettung des Thymus. Diese Thymi waren im Vergleich zu den Thymi von Kontrollmäusen normal groß, anatomisch normal konfiguriert und in der Lage periphere T-Zellen zu generieren. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass für die Entwicklung und die Funktion des Thymus eine effiziente negative Kontrolle des Hypoxie-Signalweges durch pVHL innerhalb von TECs von essentieller Bedeutung ist. Im letzten Teil des Projektes wurde das Rolle von TECs bei der T Zell akuten lymphoblastische Leukämie (T-ALL) untersucht. In vitro waren TEC Zelllinien in der Lage das Überleben von T-ALL Zellen zu fördern. Weiterhin konnte in einem T-ALL Mausmodell gezeigt werden, dass das TEC Kompartiment während der T-ALL Leukämogenese dynamischen Veränderungen unterliegt. Diese Veränderungen waren vornehmlich von einer Expansion der kortikalen TECs geprägt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2013). Bypassing T cell 'exhaustion'. Nature Immunology 14(11):1114-6
Göthert J.R.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/ni.2742) - (2013). Mice with thymic epithelial deletion of the von Hippel-Lindau gene are lacking a functioning thymus. Onkologie 36 (Suppl 36), 276
Hollenbeck, A., Händschke, K., Necke, M., Weber, S., Opalka, B., Dührsen, U., Göthert, J.R.
- (2014). Activation of the Hypoxia-Inducible Factor Pathway Expands Early Thymic Progenitors. Blood 124 (21)
Hollenbeck, A. Weber, S., Händschke, K., Necke, M., Opalka, B., Dührsen, U., Göthert, J.R.
- 2014 „Das von Hippel-Lindau Protein ist essentiell für die Organogenese des Thymus“
Anita Hollenbeck
- (2018). Identification of a new VHL exon and complex splicing alterations in familial erythrocytosis or von Hippel-Lindau disease. Blood 132(5):469-483
Lenglet, M., …, Göthert J.R., …, Gardie, B
(Siehe online unter https://doi.org/10.1182/blood-2018-03-838235) - (2018). The role of thymic epithelial cells in T cell acute lymphoblastic leukemia. Experimental Hematology 64 (Suppl 1), 92
Patil, A., Göthert, J.R.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.exphem.2018.06.116)
