Bedeutung der Autophosphorylierung von RIPK1 für Zelltod und Entzündung

• Antragsteller: Professor Dr. Manolis Pasparakis
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411102043

Die Kinase RIPK1 hat sich als ein wichtiges Steuerelement für Zelltod und Entzündung herausgestellt. RIPK1 kontrolliert sowohl mittels kinaseabhängiger und -unabhängiger Mechanismen Signale von Zytokinrezeptoren und Rezeptoren des angeborenen Immunsystems wie z.B. TNFR1, TLR3 und TLR4. Während für die Kinaseaktivität von RIPK1 gezeigt wurde, dass diese durch Aktivierung der Caspase-8-vermittelten Apoptose und durch RIPK3/MLKL-vermittelte Nekroptose den Zelltod induziert, besitzt RIPK1 andererseits kinaseunabhängige Gerüstfunktionen, die zur Aktivierung von NF-B und MAPK-Signalen beitragen und den Zelltod inhibieren können. Untersuchungen in Mausmodellen haben gezeigt, dass durch durhc RIPK1-Kinaseaktivität vermittelter Zelltod ein hochwirksamer Treiber für entzündliche und degenerative Erkrankungen ist. RIPK1-Kinaseinhibitoren könnten daher für die Behandlung entzündlicher Erkrankungen im Menschen von Interesse sein. Allerdings sind die Mechanismen bisher nur unzulänglich bekannt, mittels derer die Kinaseaktivität von RIPK1 Zelltod und Entzündungen auslöst. Es wird angenommen, dass Autophosphorylierung von RIPK1 für die Induktion des Zelltods entscheidend ist, möglicherweise indem die Rekrutierung von RIPK1 in verschiedene Signalkomplexe moduliert wird. Es ist bisher unbekannt, ob RIPK1 weitere Substrate besitzt oder ob die Autophosphorylierung von RIPK1 ausreichend für die Aktivierung von Zelltodsignalen ist.Im Rahmen des beantragten Projekts soll die Bedeutung der Autophosphorylierung von RIPK1 für Zelltod und Entzündungen in genetisch veränderten Mausmodellen untersucht werden. Im einzelnen werden wir knock-in-Mauslinien verwenden, in denen endogenes RIPK1 mit Mutationen exprimiert wird, die die Phosphorylierungen an S161 und S166 entweder verhindern oder aber konstitutive Phosphorylierungen imitieren, um so deren Rolle für RIPK1-vermittelte Signale zu untersuchen. Wir werden für in vitro-Versuche primäre Zellen aus diesen Mauslinien verwenden, um die Auswirkungen der Mutationen auf RIPK1-abhängige Signale zu untersuchen und mittels biochemischer Testverfahren die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu charakterisieren. Außerdem werden wir Untersuchungen in Mausmodellen für entzündliche Erkrankungen durchführen, die durch RIPK1-Kinaseaktivitäts-abhängige Prozesse ausgelöst werden, und so die Rolle der Autophosphorylierung von RIPK1 für die Kontrolle von Zelltod und Entzündungen in vivo zu untersuchen. Die Aufklärung der Mechanismen, die an der Auslösung von Zelltod und Entzündungen durch die Kinaseaktivität von RIPK1 in vitro und in vivo beteiligt sind, wird zur Entschlüsselung der komplexen Steuermechanismen beitragen, die im angeborenen Immunsystem Signale für entzündliche Prozesse und Zelltod regulieren und darüber hinaus zu einem besseren Verständnis für die Pathogenese erzündlicher Erkrankungen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen