CXCR4-abhängiges Gewebe-remodeling in Schlaganfallmodellen

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Stumm
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 25228946

CXCR4-Chemokinrezeptoren werden von hämatopoietischen und neuralen Stammzellen gebildet, und der Rezeptor steuert die Migration von Leukozyten und Vorläuferzellen, welche aus diesen Stammzellen hervorgehen. Dies wird durch die kürzlich erfolgte Zulassung eines CXCR4-Antagonisten (Plerixafor, AMD3100) zur Mobilisierung hämatopoietischer Stammzellen deutlich. Funktionen des CXCR4-Rezeptors werden bei neoplastischen, entzündlichen und regenerativen Prozessen intensiv erforscht. Dabei wird berichtet, dass das Chemokin CXCL12 Stamm- und Entzündungszellen über CXCR4 in geschädigte Gewebe leitet. CXCR4-Rezeptoren sind demzufolge am Gewebe-remodeling beteiligt. Möchte man solche Prozesse stichhaltig untersuchen, muss man Cxcr4-exprimierende Gewebe und die Nachkommen Cxcr4-exprimierender Stammzellen zweifelsfrei identifizieren und über die Zeit verfolgen können. Zudem ist es erforderlich, den CXCR4-Rezeptor kontrolliert ausschalten zu können. Weil CXCL12- und CXCR4-defiziente Tiere vorgeburtlich sterben, ist dazu ein konditionaler Ansatz notwendig. Vom Antragsteller wurden deshalb Mäuse mit einem Cxcr4-knockout/CreER-knockin-Allel (Cxcr4-CreER) erzeugt und ein etablierter Cre-Reporter eingekreuzt. Dadurch schaltet Tamoxifen in Zellen mit aktivem Cxcr4-Promotor dauerhaft die Expression des fluoreszierenden Reporterproteins TdTomato an. Wird zusätzlich zum Cxcr4-CreER-Allel ein Cxcr4-LoxP-Allel eingekreuzt, führt die Cxcr4-CreER-vermittelte Rekombination auch zum Cxcr4-knockout. Eingehende Charakterisierung des Modells zeigte, dass die vergleichende Untersuchung von TdTomato-positiven Zellen in Cxcr4(CreER/WT)- und Cxcr4(CreER/LoxP)-Mäusen erstmals fate mapping für Abkömmlinge Cxcr4-exprimierender Stammzellen mit (CreER/WT) und ohne (CreER/LoxP) funktionellen CXCR4-Rezeptoren ermöglicht. Der Antragsteller möchte das Modell nun einsetzen, um die Funktion des CXCR4 bei stammzellabhängigen Reorganisationsprozessen im experimentellen Schlaganfall zu erforschen. Im Vordergrund steht, ob CXCR4 kausal an der lokalen Entzündungs- und Gliareaktion, der Rekrutierung von Stamm- und Vorläuferzellen sowie der Neovaskularisierung des Infarkts beteiligt ist. Im zweiten Schwerpunkt sollen Cxcr4-exprimierende Stammzellen in vivo durch Cxcr4-CreER markiert, aus Hirn und Knochenmark isoliert und während der Vermehrung in vitro sowie nach der Reimplantation charakterisiert werden. Das Projekt trägt zur Beantwortung der Fragen bei, ob CXCR4 stammzellabhängige remodeling-Prozesse steuert und sich als drug target im Schlaganfall eignet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen