Untersuchungen zur Rolle des Polaritätsregulators Scribble in der Erhaltung und Zellpolarität von hämatopoetischen Stammzellen.

• Antragsteller: Professor Dr. Florian Heidel
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261128904

Evolutionär konservierte Regulatoren von Stammzell-Eigenschaften sowie RNA- und DNA-bindende Proteine beeinflussen Zellpolarität und Zellteilung hämatopoetischer Stammzellen. In unseren Arbeiten konnten wir einen Regulator von Zellpolarität des Scribble Polaritäts-Komplexes (Lethal giant larvae homolog 1: Llgl1) charakterisieren und seine Relevanz für hämatopoetische Stammzellen belegen. Verlust von Llgl1 führt hier zur erhöhten Kompetitionsfähigkeit der Stammzellen und diese zeigten eine erhöhte Stress-Resistenz. Trotz einer erhöhten Zellzyklusrate kam es zu keiner Erschöpfung des Stammzell-Pools. Eine verminderte Expression in primären Patientenproben war zudem mit vermindertem Überleben von Patienten mit akuter myeloischer Leukämie assoziiert. In der vorliegenden Studie soll nun der Einfluss des Scribble Polaritäts-Komplexes auf hämatopoetische Stammzellen untersucht werden. Die funktionelle Relevanz wird hierbei in einem konditionalen knockout Mausmodell für den zentralen Baustein des Komplexes (Scribble) untersucht. Hier werden wir den Einfluss der genetischen Inaktivierung von Scribble auf die Erhaltung der Hämatopoese bestimmen. Zudem werden wir die Auswirkung der Scribble-Deletion auf hämatopoetische Stammzellen durch serielle Knochenmarktransplantation aufklären. Zellzyklus-Analysen werden die funktionelle Charakterisierung von hämatopoetischen Stammzellen komplementieren. Darüber hinaus kann in beiden verfügbaren Modellen (konditionaler knockout für Llgl1 und Scribble) der Einfluss beider Gene auf Polarität und Interaktion mit der Knochenmark-Nische beleuchtet werden. Dies wird unter Verwendung von time-lapse Mikroskopie, Migrations-Assays, induzierter oder spontaner Polarisation von Stammzellen auf Fibronektin beschichteten Oberflächen sowie in-vivo 2D Mikroskopie erfolgen. Interaktionen des Scribble Komplex in der Hämatopoese werden mittels Genexpressionsanalysen (transkriptionell) und massenspektrometrisch (Protein-Interaktionen) untersucht. Die genannten Untersuchungen werden eine funktionelle und strukturelle Charakterisierung des Scribble Polaritätskomplexes in hämatopoetischen (Stamm-) Zellen erlauben und somit, aufbauend auf unsere Vorarbeiten, tiefere Einblicke in die Regulation von Stammzell-Eigenschaften erlauben. Eine Rolle und prognostische Relevanz einiger dieser Komplexpartner in der prä-leukämischen malignen Transformation von Stammzellen kann bereits angenommen werden. Eine therapeutische Angehbarkeit oder Interferenz mit diesen Signalwegen kann somit perspektivisch zur Elimination von residuellen Leukämie-Stammzellen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen