Zelluläre und molekulare Mechanismen bei der Bildung und Erhaltung der Blut-Hirn-Schranke

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf H. Adams
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391580220

• Erstellungsjahr: 2022

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Gefäßsystem des Gehirns verhindert das Eindringen von potentiell gefährlichen Substanzen und Immunzellen aus der Zirkulation und schützt dadurch die Funktionalität der neuronalen Netzwerke. Diese Blut-Hirn-Schranke, die enge Interaktionen zwischen Endothelzellen, Perizyten und Astrozyten involviert, ist kritisch für den gesunden Organismus. Störungen dieser Barriere sind eine zentrale Komponente bei humanen Erkrankungen, wie z.B. dem Schlagfall, der Neurodegeneration oder der Multiplen Sklerose. Unser Projekt hat neue Erkenntnisse über die molekularen Eigenschaften von Perizyten im Gehirn und deren Regulation durch Yap1 und Taz erbracht, die als transkriptionelle Koregulatoren im Hippo-Signalweg agieren. Außerdem haben wir Demyelinisierung von Hirngewebe mit Einzelzell-RNA Sequenzierung kombiniert, was zu einer starken Anreicherung von nicht-neuronalen Zellpopulationen führt. Diese Analyse zeigte, welche Veränderungen in der Großhirnrinde von Mäusen während der Entwicklung, im Erwachsenenalter, im Alter und bei Neuroinflammation auftreten. Außerdem wurde eine Untergruppe von postkapillären Venolen identifiziert, die durch eine konsistente Expression von Zelladhäsionsmolekülen, bevorzugte Leukozytentransmigration, Assoziation mit perivaskulären Makrophagen, und endothelialer Aktivierung bei Immunreaktionen im zentralen Nervensystem gekennzeichnet sind.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Genetic Lineage Tracing of Nonmyocyte Population by Dual Recombinases. Circulation. 2018 Aug 21;138(8):793-805
  Li Y, He L, Huang X, Bhaloo SI, Zhao H, Zhang S, Pu W, Tian X, Li Y, Liu Q, Yu W, Zhang L, Liu X, Liu K, Tang J, Zhang H, Cai D, Adams RH, Xu Q, Lui KO, Zhou B
  
• Apelin+ Endothelial Niche Cells Control Hematopoiesis and Mediate Vascular Regeneration after Myeloablative Injury. Cell Stem Cell. 2019 Dec 5;25(6):768-783.e6
  Chen Q, Liu Y, Jeong HW, Stehling M, Dinh VV, Zhou B, Adams RH
  
• A molecular map of murine lymph node blood vascular endothelium at single cell resolution. Nat Commun. 2020 Jul 30;11(1):3798
  Brulois K, Rajaraman A, Szade A, Nordling S, Bogoslowski A, Dermadi D, Rahman M, Kiefel H, O'Hara E, Koning JJ, Kawashima H, Zhou B, Vestweber D, Red-Horse K, Mebius RE, Adams RH, Kubes P, Pan J, Butcher EC
  
• Donor cell memory confers a metastable state of directly converted cells. Cell Stem Cell. 2021 Jul 1;28(7):1291-1306.e10
  Kim KP, Li C, Bunina D, Jeong HW, Ghelman J, Yoon J, Shin B, Park H, Han DW, Zaugg JB, Kim J, Kuhlmann T, Adams RH, Noh KM, Goldman SA, Schöler HR
  
• Genetic lineage tracing reveals poor angiogenic potential of cardiac endothelial cells. Cardiovasc Res. 2021 Jan 1;117(1):256-270
  Kocijan T, Rehman M, Colliva A, Groppa E, Leban M, Vodret S, Volf N, Zucca G, Cappelletto A, Piperno GM, Zentilin L, Giacca M, Benvenuti F, Zhou B, Adams RH, Zacchigna S