Analysierung atypischer PKC in Endothel-Zellen während der Angiogenese

• Antragsteller: Dr. Masanori Nakayama
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259157124

Zellpolarisation und Zellmigration stehen während der Bildung von neuem Gewebe und dessen Homeostase in einem sehr engen regulatorischen Verhältnis. Endothelzellen (EZ), welche tubuläre Strukturen ausbilden und somit zur Bildung des Gefäßsystems beitragen, weisen im Organverbund eine apikal-basale Polarität auf, welche sich während der Migration in der Angiogenese zu einer front-rear Ausrichtung ändert. Diese Veränderung ist ein regulatorischer Prozess. Die Ausbildung von beweglichen, mit Filopodien ausgestatteten Zellfortsätzen wird durch den endothelialen Wachstumsfaktor VEGF und dem transmembranen Liganden für Eph-Rezeptoren, der Rezeptor-Tyrosin-Kinase-Familie, Ephrin-B2, reguliert. Der Übergang von motilen zu sesshaften EZ wird durch Interaktionen zwischen den Fortsätzen von Endothelzellen reguliert, wobei der VE-Cadherin-vermittelte Kontakt bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielt. Im Anschluss erlangen EZ erneut ihre apikal-basale Polarität, um die Lumenbildung einzuleiten. Ich habe PAR-3 und das Adaptermolekül Dab2 als Interaktionspartner von Ephrin-B2 identifiziert, welche als PAR-3/Dab2/Ephrin-B2 Komplex die Endozytose von VEGFR2/3 regulieren. Es ist hinreichend bekannt, dass PAR-3 mit PAR-6 und aPKC ein Polaritätskomplex bildet, der sog. PAR-Komplex, welcher die Bildung von Zell-Zell-Kontakten in Epithelzellen reguliert. Aktives aPKC, welches im reifenden, vaskulären Plexus stärker vorhanden ist, wirkt der Internalisierung von VEGFR2/3 durch Phosphorylierung von Dab2 entgegen, was zu einer räumlich begrenzt differentiellen Internalisierung von VEGFR2/3 führt. Man kann daraus schließen, dass das lokale Verhalten von EZ während der Entstehung des Blutgefäßsystems nicht nur durch VEGF-A reguliert wird, sondern auch durch intrinsische Eigenschaften des Endothels. Die Rolle von PAR-3 und aPKC in den Zell-Zell-Kontakten und der Mechanismus von aktiviertem aPKC während der Angiogenese sind jedoch weitestgehend ungeklärt.Wir zeigen, dass in Mäusen mit induzierbarem EZ-spezifischen Knockout von PAR-3 und aPKC die Moleküle VE-Cadherin und JAM-A (Marker für Adherens, bzw. Tight Junctions) im direkten Vergleich mit Kontrolltieren unverändert sind. Die Transkription von Claudin-5, ein Marker für reife Tight Junctions, hingegen ist in aPKC, aber nicht in PAR-3 Mutanten, verringert. Um weitere Einblicke in die Rolle von aPKC in EZ zu erhalten, möchten wir den zwei folgenden Fragestellungen nachgehen:1) Was ist die Rolle von Zell-Zell-Kontakt-vermittelter aPKC-Aktivierung im sich entwickelden Gefäßsystem?2) Reguliert aPKC die Reifung von Zell-Zell-Kontakten durch Regulierung der Transkription von Claudin-5 in vivo? Der Prozess der Blutgefäßentwicklung ist sehr wichtig während der embryonalen Entwicklung und unter pathopysiologischen Aspekten. Durch die Untersuchung des Signaltransduktionsweges von aPKC soll das Projekt wichtige Einblicke in die Funktionsweise unter physiologischer und pathologischer Angiogenese geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen