Die Rolle des Apelin-Signalwegs während der Entwicklung des lymphatischen Gefäßsystems

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Helker
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 506858860

Die Bildung eines funktionellen Lymphsystems ist für die Flüssigkeitshomöostase und den Transport von Immunzellen unerlässlich. Jüngste Arbeiten haben jedoch gezeigt, dass Lymphgefäße auch die Organfunktion und -regeneration in verschiedenen adulten Organen modulieren. Daher ist das Verständnis der Signalwege, die die Entwicklung des lymphatischen Systems steuern, essentiell für die Identifizierung therapeutischer Zielmoleküle. Diese können in Zukunft helfen, das Wachstums von lymphatischen Gefäßen unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen zu modulieren.Während der Embryonalentwicklung stimulieren Wachstumsfaktoren die Differenzierung von venösen Endothelzellen zu lymphatischen Endothelzellen (LEC). Anschließend werden diese LECs durch Wachstumsfaktoren zur Wanderung und Proliferation angeregt, um neue Lymphgefäße zu bilden (Lymphangiogenese).Die meisten der bislang identifizierten Wachstumsfaktoren, die die Lymphangiogenese regulieren, aktivieren enzymgekoppelte Rezeptoren, wie etwa Rezeptortyrosinkinasen. Über die Funktion von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) während der Lymphangiogenese, obgleich es sich um die erfolgreichste Klasse von Wirkstoff-Zielmolekülen im menschlichen Genom handelt, ist hingegen wenig bekannt.In diesem Projekt werden wir die Funktion der Signalübertragung des Apelin-Rezeptors, ein GPCR der Klasse-A, während der Lymphangiogenese in Zebrafischembryonen sowie in adulten Zebrafischen analysieren. Wir konnten bereits zeigen, dass die Lymphgefäße in bestimmten anatomischen Regionen in Apelin Mutanten vollständig fehlen. Um die Expression sowie die Funktion von Apelin-Liganden und -Rezeptoren während der Lymphangiogenese zu analysieren, haben wir eine Reihe neuartiger transgener Reporter-, Mutanten- und Überexpressions-Fischlinien für den Apelin-Signalweg generiert. Um die Integration des Apelin-Signalwegs in das schon bekannte Netzwerk der pro-lymphangiogenen Signalwege zu analysieren, haben wir einen schnellen und zuverlässigen genetischen Interaktionsassay entwickelt. Mit diesem Assay konnten wir den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor C, ein bekannter pro-lymphangiogener Signalweg, als einen mit Apelin interagierenden Signalweg identifizieren. In vorläufigen in vitro Experimenten haben wir das Phosphoproteom stromabwärts der Apelin-Signalübertragung entschlüsselt. Dieses werden wir in Kombination mit RNA-Sequenzierungsdaten verwenden, um die wichtigsten Zielproteine der Apelin-Signalübertragung in LECs zu identifizieren. Zusammenfassend wird dieses Projekt neue Einblicke in die Grundprinzipien der Lymphgefäßbildung unter dem Einfluss der Apelin-Signalübertragung liefern und ein besseres Verständnis vom Wachstum der Lymphgefäße unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen