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Projekt
Rolle der Dsg2-abhängigen Adhäsion und Signalwege in der Pathogenese des M. Crohn
Antragsteller
Professor Dr. Nicolas Schlegel; Professor Dr. Jens Waschke
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273724278
M. Crohn (MC) gehört zu den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, deren Pathogenese mit dem Verlust der intestinalen Epithelbarriere einhergeht. Wir zeigten, dass das desmosomale Kontaktprotein Desmoglein 2 (Dsg2) für die Aufrechterhaltung der intestinalen Barrierefunktion entscheidend ist. In Gewebeproben von Patienten mit MC war Dsg2 reduziert und verändert lokalisiert. In Untersuchungen der Ultrastruktur dieser Proben waren Desmosomen und Tight junctions verändert, wohingegen Adhärenskontakte normal erschienen. In kultivierten Enterozyten führte die Applikation eines Dsg2-Tandempeptids (TP), welches Desmogleine vernetzt zur Hemmung der durch Tumor necrosis factor α induzierten Veränderungen der Barriere. Diese Befunde legten nahe, dass der Verlust von Dsg2 zur Pathogenese des MC beiträgt. Da dies durch die Daten von Pavel Strnad in Dsg2-defizienten Mäusen unterstützt wird, haben wir begonnen die Effektivität von TP zur Stabilisierung von Dsg2 in vivo zu testen. Wir beobachteten, dass extradesmosomales Dsg2 auf der Oberfläche von Enterozyten zu finden ist. Da Dsg2 den EGFR und die PI3-kinase bindet und deren Aktivität moduliert, scheint Dsg2 ein Ankerpunkt und Regulator für Signalwege zu sein. Daher werden wir untersuchen, wie EGFR und PI3-kinase die Zellkohäsion in Enterozyten regulieren. In Zusammenarbeit mit Mechthild Hatzfeld wird die Rolle desmosomaler Plaqueproteine wie Plakophiline und Plakoglobin für die intestinale Barriere in für diese Proteine defizienten Enterozyten untersucht werden. In Bezug auf Desmoplakin (Dsp) werden wir die Enterozyten mit dem neuen Dsp Spannungssensor von Carsten Grashoff, der zur Desmosomenbildung beiträgt, rekonstituieren. Gemeinsam mit Rudolf Leube werden wir die homophile Interaktion von Dsg2 im Vergleich zur heterophilen Interaktion mit Desmocollin 2 und dem EGFR charakterisieren. Im translationalen Teil des Projekts war der glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), der die Darmbarriere in vitro stabilisiert, in Patienten mit MC reduziert. Mittels Dsg2-defizienter Zellen wurde nachgewiesen, dass die Effekte von GDNF über die Stabilisierung der Dsg2-vermittelten Adhäsion und Signalwege vermittelt werden. Die Applikation von GDNF in der DSS-colitis in vivo verhinderte den entzündungsinduzierten Verlust von Dsg2 im Darmepithel. GDNF hemmte die p38MAPK-vermittelte entzündungsinduzierte Phosphorylierung der Keratine 8 und 18 sowie deren Reorganisation. Gleichartige Veränderungen wurden in Proben aus Patienten mit MC beobachtet. Mit Thomas Magin beobachteten wir, dass Keratinfilamente in Keratinozyten die Aktivität der p38MAPK regulieren. Daher werden Keratin 8 und 18-defiziente Enterozytenzelllinien generiert und mit phosphomimetischen und –defizienten Keratinmutanten rekonstituiert werden, um den Effekt auf die intestinale Barriereregulation zu testen. Zusammenfassend werden wir auf Basis unserer Daten das Zusammenspiel zwischen Dsg2-vermittelter Adhäsion und Signalwegen weiter untersuchen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
