Entschlüsselung des Tubulin Codes für die Homöostase und Funktion von Dendritischen Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Clausen
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 381220680

Das Aufrechterhalten der Immunhomöostase ist mit der koordinierten Migration von Immunzellen sowie deren Sekretion von pro- und antiinflammatorischen Mediatoren verbunden. Wichtige Akteure in der Entzündung sind Makrophagen (MØ) und dendritische Zellen (DZ). Neben der Regulation der adaptiven Immunantwort, löst ihre Aktivierung auch die angeborene Immunität aus, was zur Rekrutierung von Granulozyten (GR) und Initiierung der Entzündungskaskade führt. Mikrotubuli (MT) regulieren vielfältige zelluläre Funktionen, wie Zellmotilität, Signalweitergabe, bis hin zum Vesikel-Transport und der Sekretion löslicher Mediatoren. Vieles deutet darauf hin, daß posttranslationale Modifikationen (PTM) von Tubulin eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der funktionellen Diversität von MT spielen. Dabei erzeugt die räumlich und zeitlich beschränkte Bildung von Tubulin PTM Mustern, der Tubulin Code, unterschiedliche MT Identitäten und koordiniert somit zelluläre Funktionen. Obwohl PTM von Tubulin unerlässliche Funktionen wie Zellmigration und Signalweitergabe kontrollieren, ist wenig über die Rolle von MT und deren PTM in der Regulierung von Immunzellen, insbesondere der myeloiden Linie bekannt. Das Janke Team hat kürzlich eine Enzymfamilie beschrieben, die PTM von Tubulin katalysiert und gemeinsam haben wir eine einzigartige Sammlung loxP-flankierter Mäuse für die Generierung von zelltypspezifischen Knockouts dieser Enzyme erstellt. Dies ermöglicht uns erstmalig Tubulin PTM und deren funktionelle Auswirkungen in vivo zu untersuchen.Unsere Vorarbeiten zeigen, daß das Fehlen (-/-) der Tubulin-modifizierenden Glycylase TTLL3 in Mäusen zu einer erhöhten Anfälligkeit für chemisch induzierte Kolitis führt. Dieser Phänotyp ist mit einer verstärkten Migrationskapazität von TTLL3-/- GR, und einer vermehrten Produktion proinflammatorischer Zytokine durch TTLL3-/- myeloide Zellen assoziiert. Darüber hinaus entdeckten wir, daß TTLL4-/- myeloide Zellen mehr proinflammatorische Zytokine als auch entzündungshemmendes IL-10 absondern. Expressionsanalysen aller bekannten Tubulin-modifizierender Enzyme (TME) in myeloiden Zellpopulationen ergaben, daß TTLL3 besonders von GR und DZ, die Tubulin Tyrosin Ligase TTL von MØ und die Glutamylase TTLL4 von DZ exprimiert werden. Die verbleibenden TME werden nicht exprimiert, was darauf deutet, daß TTL, TTLL3 und TTLL4 essentielle, nicht-redundante Funktionen in bestimmten myeloiden Zellen ausüben. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, mit Hilfe konditionaler Knockout-Mäuse die Funktion von TTLL3 und TTLL4 insbesondere in DZ in vivo, im Steady-State und bei Entzündungen zu entschlüsseln. Dabei konzentrieren wir unsere Analyse auf Mausmodelle ausgewählter immunvermittelter Entzündungskrankheiten (IVEK), wie Kolitis, Kontaktdermatitis und Psoriasis. Über das vermehrte Verständnis der molekularen Kontrolle DZ hinaus, kann dieses Projekt neue Ansatzpunkte für verbesserte therapeutische Strategien zur Behandlung von humanen IVEK offenlegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen