Untersuchungen zur Rolle von Mikrotubuli- und Aktinfilament-regulierenden Proteinen in der Megakaryo- und Thrombozytopoese
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Veränderungen des Zytoskeletts spielen in der Thrombozytenproduktion und -funktion eine zentrale Rolle. Zielsetzung dieses Emmy Noether Projekts war es die Rolle von Mikrotubuli- und Aktinfilament-regulierenden Proteinen in der Megakaryo- und Thrombozytopoese zu untersuchen, um damit den komplexen Prozess der Thrombozytenproduktion und die Entstehung von hereditären Thrombozyten-Erkrankungen besser zu verstehen. Zudem wurde ein weiterer Fokus auf die Rolle des Zytoskeletts in der Thrombozytenfunktion gelegt. Im ersten Projekt haben wir herausgefunden, dass das ADAP (Adhesion- and degranulation-promoting adapter protein) Protein eine zentrale Bedeutung in der Polarisation von Megakaryozyten einnimmt. ADAP-defiziente Mäuse wiesen eine ektopische Freisetzung von Proplatelets und Thrombozyten ins Knochenmark auf, verbunden mit einer reduzierten Anzahl von Thrombozyten im Blut. Weitere Hinweise deuten darauf hin, dass es eine Achse von Aktin-regulierenden Proteinen gibt, die für eine gerichtete Ausbildung von "Proplatelets" in den Blutstrom verantwortlich ist. In einem weiteren Teilprojekt haben wir uns mit der Frage befasst, welche Rolle Lamellipodien (plate-like protrusions) mit ihren verzweigten, peripheren Aktinfilamenten in der Thrombusformierung und -stabilität spielen, da dies bisher kontrovers in der Literatur diskutiert wurde. Wir konnten mit Hilfe eines knockout Mausmodells, bei dem die Cyfip1 Untereinheit des WAVE Komplexes fehlt, zeigen, dass die fehlende Lamellipodienbildung in Cyfip1-defizienten Thrombozyten, keinen Einfluss auf die hämostatische Funktion und in vivo Thrombusbildung hat. Ferner haben wir festgestellt, dass sich morphologische Veränderungen von Thrombozyten in einem statischen "Spreading-Assay" von denen bei einer dynamischen Thrombusbildung unterscheiden. Darüber hinaus haben wir die Rolle des großen Aktin- und Mikrotubulifilament "crosslinker" Proteins MACF1 (Microtubule-actin crosslinking factor 1), welches zur Familie der Spectraplakine gehört, in der Thrombozytenfunktion untersucht. Wir haben Megakaryozyten/Thrombozyten-spezifische MACF1-defiziente Mäuse generiert. Jedoch hatte die MACF1 Defizienz keine Auswirkung auf die basale Thrombozytenfunktion. Eine kompensatorische Hochregulierung von anderen Proteinen, die auch an Mikrotubuli- und Aktinfilamente binden können, konnte nicht festgestellt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen zu einem besseren Verständnis über das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Zytoskelettkomponenten, ihren regulierenden Proteinen und deren Interaktionspartnern im Prozess der Thrombozytenproduktion und -funktion bei.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Twinfilin 2a is a regulator of platelet reactivity and turnover in mice. Blood. 2017 Oct 12;130(15):1746-1756
Stritt S, Beck S, Becker IC, Vögtle T, Hakala M, Heinze KG, Du X, Bender M, Braun A, Lappalainen P, Nieswandt B
(Siehe online unter https://doi.org/10.1182/blood-2017-02-770768) - ADAP deficiency impairs megakaryocyte polarization with ectopic platelet release and causes microthrombocytopenia. Blood. 2018 Aug 9;132(6):635-646
Spindler M, van Eeuwijk JMM, Schurr Y, Nurden P, Nieswandt B, Stegner S, Reinhold A, Bender M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1182/blood-2018-01-829259) - Blood collection, platelet isolation and measurement of platelet count and size in mice-a practical guide. Platelets. 2018 Oct 22:1-10
Aurbach K, Spindler M, Haining EJ, Bender M, Pleines I
(Siehe online unter https://doi.org/10.1080/09537104.2018.1528345) - Platelet lamellipodia formation is not required for thrombus formation and stability Blood. 2019 Dec 19;134(25):2318-2329
Schurr Y, Sperr A, Volz J, Beck S, Reil L, Kusch C, Eiring P, Bryson S, Sauer M, Nieswandt B, Machesky L, Bender M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1182/blood.2019002105) - The cytoskeletal crosslinking Protein MACF1 is dispensable for thrombus formation and hemostasis. Sci Rep. 2019 May 22;9(1):7726
Schurr Y, Spindler M, Kurz H, Bender M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41598-019-44183-6) - Actin/microtubule crosstalk during platelet biogenesis in mice is critically regulated by Twinfilin1 and Cofilin1. Blood Adv. 2020 May 26;4(10):2124-2134
Becker IC, Scheller I, Wackerbarth LM, Beck S, Heib T, Aurbach K, Manukjan G, Gross C, Spindler M, Nagy Z, Witke W, Lappalainen P, Bender M, Schulze H, Pleines I, Nieswandt B
(Siehe online unter https://doi.org/10.1182/bloodadvances.2019001303) - Coactosin-like 1 integrates signaling critical for shear-dependent thrombus formation in mouse platelets. Haematologica. 2020 Jun;105(6):1667-1676
Scheller I, Stritt S, Beck S, Peng B, Pleines I, Heinze KG, Braun A, Otto O, Ahrends R, Sickmann A, Bender M, Nieswandt B
(Siehe online unter https://doi.org/10.3324/haematol.2019.225516) - Flow-accelerated platelet biogenesis is due to an elasto-hydrodynamic instability. Proc Natl Acad Sci USA. 2020 Jul 27:202002985
Bächer C, Bender M, Gekle S
(Siehe online unter https://doi.org/10.1073/pnas.2002985117) - SMIFH2 inhibition of platelets demonstrates a critical role for formin proteins in platelet cytoskeletal dynamics. J Thromb Haemost. 2020 Jan 13
Green HLH, Zuidscherwoude M, Alenazy F, Smith CW, Bender M, Thomas SG
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/jth.14735) - Vps34 derived phosphatidylinositol 3-monophosphate modulates megakaryocyte maturation and proplatelet production through late endosomes/lysosomes J Thromb Haemost. 2020 Jul;18(7):1756-1772
Bertović I, Kurelić R, Milošević I, Bender M, Krauss M, Haucke V, Jurak Begonja A
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/jth.14764)
