Die Rolle des Wnt/β-Catenin Signalweges als Mediator der megakaryopoietischen Liniendeterminierung

• Antragsteller: Privatdozent Stefan Liebner, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420268430

Verringerte (Thrombozytopenie) sowie erhöhte (Thombozytose) Thrombozyten, welche im Knochenmark von Megakaryozyten (MK) abgeschnürt werden, führen zu Blutungen beziehungsweise Embolien. Daher ist das Verständnis der Mechanismen von Megakaryo- und Thrombopoese von essentieller klinischer und therapeutischer Bedeutung.Publikationen legen nahe, dass Wnt/beta-Catenin an der Entstehung von myeloproliferativen Neoplasien, mit erhöhten MK Werten, wie essentieller Thrombozythämie und Polyzythämie beteiligt ist. In dem Projektvorschlag soll die Funktion von Wnt/beta-Catenin für die Zelldifferenzierung und -schicksal von MKs untersucht werden.Erste Daten zeigten, dass Cre/lox-induzierte Aktivierung von beta-Catenin unter der Kontrolle des platelet-derived growth factors B Promotors (Ctnnb1BM-GOF), zur Aktivierung in MKs und zu einem letalen Phänotyp der Mäusen führt. MKs waren im Knochenmark (KM) und in der Milz signifikant erhöht, was mit reduziertem Hämatokrit und einer niedriggradigen, normozytischen Anämie einherging.Ausgehend von der Hypothese, dass beta-Catenin Signaling in der Megakaryopoese eine zentrale Rolle spielt, planen wir dies in zwei abgegrenzten, aber sich ergänzenden Forschungsprojekten in der normalen Hämatopoese mittels Mausmodellen in vivo, sowie den molekularen Mechanismus in vitro zu charakterisieren. Im ersten Teilprojekt werden wir die basale Aktivität von beta-Catenin an Reportermäusen in der Hämatopoese mittels Durchflusszytometrie (FACS) und 3D Rekonstruktion von Immunmarkierungen in vivo analysieren. Um die Effekte der Modulation von beta-Catenin Transkription auf das hämatopoetische Systems zu untersuchen, werden wir dies in transgenen Mäusen aktivieren oder inaktivieren (Ctnnb1BM-GOF/-LOF) und Wildtypmäuse mit transgenem KM transplantieren. Serielle Transplantationen sollen zeigen, ob das KM die multi-lineäre Hämatopoese rekonstituiert. Ferner soll beta-Catenin pharmakologisch aktiviert/inhibiert, und die Megakaryopoese/Erythropoese untersucht werden.Im zweiten Teilprojekt werden wir die Effekte der beta-Catenin Aktivierung auf die Megakaryopoese untersuchen. Dabei werden wir Zielgene von FACS sortierten Megakaryocyte-Erythroid Progenitoren (MEPs) und MKs der Ctnnb1BM-GOF/-LOF Mäuse mittels RNA-Seq analysieren, und deren transkriptionelle Regulation durch beta-Catenin auf der Promotorebene untersuchen. Einerseits wird die Interaktion von beta-Catenin mit bekannten Regulatoren in der Megakaryopoese und Erythropoese, wie Runx1 in vitro an humanen K562- oder CD34+ Progenitorzellen untersucht. Andererseits wird mittels Chip-Seq die Interaktion von beta-Catenin mit MK-relevanten Promotoren beleuchtet. Ferner werden wir "colony forming unit" (CFU) Analysen für MKs (CFU-MK) und Erythrozyten (CFU-E/BFU-E) mit dem KM transgener Mäuse durchführen.Das beschriebene Projekt wird die Bedeutung der Wnt/beta-Catenin Signalweg zur Differenzierung von MKs und Erythrozyten im Knochenmark und dessen therapeutischen Möglichkeiten aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen