Aufklärung der Rolle der Gpr126 Domänen CTF und NTF in Physiologie und Pathophysiologie

• Antragsteller: Professor Dr. Felix B. Engel
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246212759

Der Hauptaktivierungsmechanismus der Adhäsion G ProteingekoppeltenRezeptor (aGPCRs)-Signalisierung ist dieWechselwirkung eines kryptisch gebundenen Agonisten mit dersieben Transmembrandomäne. Dieser Agonist kann freigesetztwerden entweder durch die autokatalytische Spaltung am GPS-Motivinnerhalb der GAIN-Domäne, wobei ein N-terminales Fragment (NTF)und ein C-terminales Fragment (CTF) entsteht, oder durchIsomerisierung bei Veränderungen am NTF, wie Ligandenbindungoder mechanische Kraft. Das aGPCR Gpr126 (Adgrg6) ist essentiellfür Herz-, Ohr- und Schwann-Zell-Entwicklung. Während Gpr126-Knockout (KO)-Mäuse einen Herz- und peripheren Nerven-Phänotypaufweisen, zeigen Zebrafisch-Mutanten, die kein CTF exprimieren,nur den peripheren Nerven-Phänotyp. Dies deutet darauf hin, dassdas NTF eine spezifische Rolle im Herzen hat. Darüber hinaus legensogenannte „Rettungsexperimente“ in Zebrafisch nahe, dass GPR126Domänen-spezifische Funktionen hat. Allerdings ist ein solchesPhänomen für kein anderes aGPCR beschrieben worden, es sindkeine Daten in der Maus verfügbar, und es bleibt unklar, ob dieRezeptorspaltung wichtig ist und welche Funktionen die einzelnenDomänen haben. Um zu zeigen, dass das NTF eine unabhängigeFunktion von dem CTF hat, haben wir während der erstenFörderperiode mehrere Tiermodelle einschließlich Gpr126 Reporter-Mäuse, konditionelle Gpr126 KO Mäuse und mehrere transgeneZebrafisch-Linien beschafft oder generiert. Die Analyse dieserModelle identifizierte mehrere grob morphologische sowie zelluläreund molekulare Phänotypen bei Veränderung der Gpr126-Expression.Während der zweiten Förderperiode werden wir die Struktur-Funktionsanalyse von Gpr126 fortsetzen. Ein wichtiger Schwerpunktunserer Arbeit ist es, zu bestimmen, ob der embryonal letalePhänotyp in Gpr126-KO-Mäusen in der Tat auf eine defekteHerzentwicklung zurückzuführen ist und ob die NTF-Expression inendokardialen Zellen für eine richtige Herzentwicklung ausreicht.Weiterhin werden wir die Rolle von Gpr126 in derHerzklappenentwicklung untersuchen, da unsere Daten eine Rolle fürGpr126 in der endothelial-mesenchymalen Transformation nahelegen. Schließlich werden wir die Rolle von Gpr126 währendphysiologischer und pathophysiologischer Veränderungen der Nierecharakterisieren. Unsere Daten zeigen, dass Gpr126 in mehrerenNierenzelltypen exprimiert wird. Darüber hinaus ist die Expressionvon Gpr126 bei einer Verletzung hochreguliert. Schließlich deutenunsere Daten darauf hin, dass das NTF sowohl im Herzen als auch inder Niere parakrin aktiv ist. Zusammenfassend haben wir eineVielzahl von Werkzeugen generiert, die es uns ermöglichen, die Rollevon CTF und NTF von Gpr126 in der Physiologie undPathophysiologie aufzuklären, was zu einem besseren Verständnisvon aGPCR Signalisierung und Funktion beitragen wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2149: Aufklärung des Signalverhaltens von Adhäsions-GPCR