Entschlüsselung der molekularen Mechanismen der TGFbeta1-vermittelten Regulation der postnatalen Mikrogliareifung und Aktivierung

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Spittau
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278546913

Das Ziel des aktuellen Projekts besteht darin, die molekularen Mechanismen zu entschlüsseln, die der TGFβ1-vermittelten postnatalen Mikrogliareifung und der Regulation der Mikrogliaktivierung in vivo zugrunde liegen. Während der letzten Finanzierungsperiode haben wir erfolgreich mikroglia-spezifische konditionelle Mausmutanten für Tgfbr2, Smad4 sowie Tgfβ1 generiert und eindeutig gezeigt, dass Tgfbr2 für die Hemmung der Mikroglia-Aktivierung unerlässlich ist, jedoch für das Überleben und die Aufrechterhaltung des mikroglia-spezifischen Genexpressionsmusters von Mikroglia bei erwachsenen Mäusen nicht erforderlich ist. Wir konnten den Postnataltag 7 (P7) als den Zeitpunkt für das Einsetzen der TGFβ1-vermittelten Induktion der mikroglia-spezifischen Genexpressionssignatur der Gene wie Lrrc3, Tmem119, Tgfbr1, Olfml3, Hexb, Fcrls, Mafb, Gpr34 und SiglecH involviert beschreiben. In dem hier beantragten Projekt möchten wir untersuchen, wie ein frühes postnatales Ausschalten der TGFβ-Signalübertragung in Mikrogliazellen die Reifung der Mikroglia und die anschließende Etablierung der mikroglia-spezifischen Genexpressionssignatur in vivo beeinflusst. Darüber hinaus werden die Auswirkungen einer beeinträchtigten Mikroglia-Reifung auf die postnatale Entwicklung und Reifung funktioneller ZNS-Systeme analysiert. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Aufbau neuronaler Netzwerke und der Entwicklung und Aufrechterhaltung synaptischer Verbindungen in Mäusen mit ausgeschalteter mikroglialer TGFβ-Signaltransduktion gewidmet. Darüber hinaus werden die Auswirkungen des Verlusts der TGFβ1-vermittelten Regulation der Mikroglia-Aktivierung unter physiologischen Alterungsbedingungen charakterisiert. Basierend auf der vorherigen Validierung von Olfml3 und Tmem119 als TGFβ1-induzierte Smad2-Zielgene in Mikroglia, erfolgt eine detaillierte Identifizierung und Validierung von Smad2/Smad4-Zielgenen in Mikroglia unter Verwendung von ChIP-seq sowie dei Untersuchung der Chromatin-Zugänglichkeit von mikroglia-spezifischen Genen mit Hilfe von ATAC-seq in postnatalen und adulten Mikroglia in vivo. Darüber hinaus werden Smad2/Smad4 Proteininteraktionen und subzelluläre Lokalisationen während der TGFβ-Signaltransduktion untersucht, um zu zeigen, ob eine Smad2/Smad4 Interaktion für TGFβ1-vermittelte Effekte in Mikroglia erforderlich ist. Zusammengenommen soll das aktuelle Projekt die molekularen Mechanismen der TGFβ1-induzierten Mikroglia-Reifung und Regulierung der Mikroglia-Aktivierung in vivo aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen