Multimodales Kleintier-Bildgebungsgerät
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das multimodale Kleintier-Bildgebungsgerät wird von zahlreichen Arbeitsgruppen regelmäßig genutzt und konnte in verschiedenen Forschungsprojekten einen wichtigen Beitrag für deren Erfolg leisten. Durch die Einbindung des Gerätes in das Optical Imaging Center Erlangen arbeiten verschiedene Teilprojekte des SFB 1181, der KFO 257 und des TRR 241 mit dieser innovativen Technologie. In der Arbeitsgruppe von Prof. C. Becker wurde untersucht, inwiefern die inhibierte Form der Caspase- 8 eine Aktivierung des programmierten Zelltods in intestinalen Epithelzellen vermittelt. Das Gerät wird in diesem Projekt zur Beurteilung des Verlaufs in verschiedenen Krankheitsmodellen eingesetzt. In einem weiteren Projekt untersucht die Arbeitsgruppe die Bedeutung von PGAM5 im Rahmen pulmonaler Entzündungen, hierbei wird das Gerät zur nicht-invasiven Verlaufskontrolle der pulmonale Entzündung verwendet. In der Arbeitsgruppe von Prof. G. Schett und Prof. A. Bozec wurde das Gerät zur Beurteilung des Hypoxia inducible factor 1 (HIF1)-Signalwegs in B-Zellen im Citrobacter rodentium-Modell der infektiösen Colitis verwendet und konnte wesentlich zu der Beobachtung beitragen, dass HIF1 einen entscheidenden Faktor bei der B-Zell-Antwort und der Sekretion von IgA darstellt. In einem weiteren Projekt der Arbeitsgruppe wurden mit dem multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerät GFP-exprimierende Melanomzellen in einem Maus-Modell mit fetthaltiger Nahrung zur Analyse der Bedeutung von Knochenmarks-Adipozyten auf die Tumormetastasierung untersucht. In der Arbeitsgruppe von Prof. J. Distler wird die Interaktion der Stammzell-Signalkaskaden in fibrotischen Erkrankungen unter Verwendung von Reporter Mäusen mit Hilfe des multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerätes untersucht. Zum Monitoring der kanonischen Wnt-Signalkaskade werden LEF-Luc (Luciferaseexpression unter Kontrolle des LEF1 Transkriptionsfaktors) Mäuse eingesetzt, für die Notch-Kaskade CBF1-eGFP Mäuse (Expression eines grün-fluoreszierenden Proteins unter Kontrolle des CBF1 Transkriptionsfaktors) und für den Hedgehog-Signalweg Gli-TR Mäuse (Expression eines Tomaten-roten Farbstoffs unter Kontrolle von Gli Transkriptionsfaktoren). Durch die 3D-Lumineszenstomographie in Verbindung mit der 3D-Fluoreszenstomographie konnte die Arbeitsgruppe die parallele Aktivierung der WNT- und Hedgehog-Signalkaskaden bereits in sehr frühen Stadien der Fibrogenese zeigen. In der Arbeitsgruppe von Prof. S. Finotto wird die Funktion von NFATc1 während der Entwicklung des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms (NSCLC) untersucht. Hierbei wurden Mäuse mit einer konditionellen Inaktivierung von NFATc1 in T-Zellen intravenös mit LL/2-Luc-M38 Zellen behandelt und das Tumorwachstum mit Hilfe des IVIS-Spectrum + QuantumFX detektiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Inaktivierung von NFATc1 in T-Zellen aufgrund einer abgeschwächten Anti-Tumor- Immunantwort zu einem signifikant gesteigertem Wachstum der Lungentumore führt. In weiteren Projekten untersuchte die Arbeitsgruppe die Bedeutung von Tbet, Foxp3 und ASM im Rahmen der Tumor-Immunantwort beim NSCLC. In der Arbeitsgruppe von Prof. M.F. Neurath und Prof. M. Waldner wird das Gerät in verschiedenen Projekten zur Beurteilung molekularer Mechanismen intestinaler Entzündungen und Entstehung des kolorektalen Karzinoms eingesetzt. So wurde in einem Projekt die Bedeutung Hypoxie-abhängiger Signalwege bei der Entstehung des Colitis-assoziierten kolorektalen Karzinoms (CAC) eingesetzt. Hierbei wurden Hypoxia-Reporter Mäuse mit einer Hypoxia-abhängigen Expression von Luziferase in mit Hilfe des multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerätes in einem Mausmodell des CACs untersucht, wodurch eine genaue Beurteilung der Entstehung einer Hypoxie und den daraus entstehenden Veränderungen des zellulären Metabolismus ermöglicht wurde. In einem weiteren Projekt wurde das multimodale Kleintier-Bildgebungsgerät genutzt, um die Möglichkeit einer nicht-invasiven Quantifizierung einer intestinalen Entzündung mit Hilfe der µCT zu untersuchen. Auch in der Arbeitsgruppe von PD Dr. B. Weigmann und PD Dr. C. Neufert kommt das Gerät bei verschiedenen Projekten zur Beurteilung molekularer Mechanismen der Darmentzündung und Tumorentstehung zum Einsatz. U.a. wird das Gerät zur Beurteilung der Rolle von Fibroblasten bei der Entstehung des kolorektalen Karzinoms eingesetzt, wobei Reporter-Mäuse mit Expression von tdTomato in Fibroblasten untersucht werden. Die Gruppe von PD Dr. S. Wirtz untersucht die Signaltransduktion immunregulatorischer Zytokine bei der Entstehung polarisierter Immunantworten im Rahmen akuter und chronischer Entzündungs- und Infektionserkrankungen. Ein wichtiger Aspekt sind dabei Untersuchungen zur biologischen Funktion der erst kürzlich charakterisierten innate lymphoid cells (ILCs), die früh nach z.B. Infektionen oder Gewebeschädigungen aktiviert werden und vermutlich entscheidend zur Frühphase der Erregerbekämpfung und der Gewebereparatur beitragen. In diesem Zusammenhang wird mittels dem multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerät die Rolle der Chemokinrezeptoren CCR4, CCR7 und CCR8, die selektiv auf einzeln ILC Subtypen exprimiert werden und vermutlich die aktivierungsabhängige Migration von ILC innerhalb von Geweben steuern untersucht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2018) Contrast-Enhanced µCT for Visualizing and Evaluating Murine Intestinal Inflammation. Theranostics, 8 (22) 6357
D. Jung, R. Heiss, V. Kramer, O.-M. Thoma,
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.7150%2Fthno.26013) - Programming of Intestinal Epithelial Differentiation by IL-33 Derived from Pericryptal Fibroblasts in Response to Systemic Infection, 2016, Cell Rep
M. Mahapatro, S. Foersch, M. Hefele, G.-W. He, E. Giner-Ventura, T. Mchedlidze, M. Kindermann, S. Vetrano, S. Danese, C. Günther, M.F. Neurath, S. Wirtz, C. Becker
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.celrep.2016.04.049) - Chemically induced mouse models of acute and chronic intestinal inflammation, 2017, Nat Protoc
S. Wirtz, V. Popp, M. Kindermann, K. Gerlach, B. Weigmann, S. Fichtner-Feigl, M.F. Neurath
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nprot.2017.044) - Enhanced Acid Spingomyelinase Activity Drives Immune Evasion and Tumor Growth in Non-Small Cell Lung Carcinoma, 2017, Cancer Res
K. Kachler, M. Bailer, L. Heim, F. Schumacher, M. Reichel, C.D. Holzinger, S. Trump, S. Mittler, J. Monti, D.I. Trufa, R.J. Rieker, A. Hartmann, H. Sirbu, B. Kleuser, J. Kornhuber, S. Finotto
(Siehe online unter https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-16-3313) - Monitoring of Chemically Induced Colitis, 2017, Methods Mol Biol
S. Reißig, B. Weigmann
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6786-5_20) - Rectal Delivery of a DNAzyme that Specifically Blocks the Transcription Factor GATA3 and Reduces Colitis in Mice, 2017, Gastroenterology
V. Popp, K. Gerlach, S. Mott, A. Turowska, H. Garn, R. Atreya, H.-A. Lehr, I.-C. Ho, H. Renz, B. Weigmann, M.F. Neurath
(Siehe online unter https://doi.org/10.1053/j.gastro.2016.09.005) - Regression of apoptosis-resistant colorectal tumors by induction of necroptosis in mice, 2017, J Exp Med
G.-W. He, C. Günther, V. Thonn, Y.-Q. Yu, E. Martini, B. Buchen, M.F. Neurath, M. Stürzl, C. Becker
(Siehe online unter https://doi.org/10.1084/jem.20160442) - BATF- dependent IL-7RhiGM-CSF+ T cells control intestinal graft-versus-host disease, 2018, J Clin Invest
E. Ullrich, B. Abendroth, J. Rothamer, C. Huber, M. Büttner-Herold, V. Buchele, T. Vogler, T. Longerich, S. Zundler, S. Völkl, A. Beilhack, S. Rose-John, S. Wirtz, G.F. Weber, S. Ghimire, M. Kreutz, E. Holler, A. Mackensen, M.F. Neurath, K. Hildner
(Siehe online unter https://doi.org/10.1172/JCI89242) - NFATc1 promotes anti-tumoral effector functions and memory CD8+ T cell differentiation during non-small cell lung cancer development, 2018, Cancer Res
L. Heim, J. Friedrich, M. Engelhardt, D.I. Trufa, C.I. Geppert, R.J. Rieker, H. Sirbu, S. Finotto
(Siehe online unter https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-17-3297) - The role of Foxp3 and Tbet coexpressing Treg cells in lung carcinoma, 2018, Oncoimmunology
K. Kachler, C. Holzinger, D.I. Trufa, H. Sirbu, S. Finotto
(Siehe online unter https://doi.org/10.1080/2162402X.2018.1456612)
