Molekulare Veränderungen der Zusammensetzung der intestinalen Mukusschicht bei Zinkmangel: (Sub)zelluläre Prozessierung und O-Glykosylierung von Muzinen

• Antragstellerin: Dr. Maria Maares
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465237366

Das essentielle Spurenelement Zink (Zn) spielt eine wichtige Rolle für verschiedene biologische Prozesse im menschlichen Körper. Weltweit leidet etwa 1 Milliarde Menschen an einem Zinkmangel, mit schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen wie z.B. einer Beeinträchtigung der Darmgesundheit. Neben einer extremen Degeneration des Darmepithels und einer verstärkten Darmentzündung wird die intestinale Mukusschicht kritisch verändert. Die zellulären Mechanismen, die während eines Zn-Mangels zu der veränderten Muzin- und O-Glykansynthese führen, sowie die Rolle von Zn für die intestinale Muzinsynthese sind bisher ungeklärt. Es gibt Hinweise darauf, dass eine Zn-Defizienz die Expression verschiedener Glyko-Gene in den intestinalen Goblet-Zellen verändert und Entzündungsprozesse fördert, die die Synthese von MUC2, dem hauptsächlich im Darm sekretierten Muzin, auf transkriptioneller und post-translationaler Ebene beeinflussen. Das Ziel dieses Projektes ist es daher, Zn-abhängige Veränderungen des menschlichen Glycomes zu untersuchen und die (sub)zelluläre MUC2-Synthese und -Prozessierung sowie die Wirkung des (pro)inflammatorischen Zytokins IL-8 auf die Muzin-Sekretion und O-Glykosylierung mittels humanen in vitro Goblet-Zellen aufzuklären. Um zusätzlich den Einfluss der Zn-Versorgung auf die Mukus-Bildung in vivo zu studieren, wird ein ZD-Mäusemodell verwendet. Dadurch kann aufgeklärt werden, welche Mechanismen die intestinale Mukusschicht degenerieren und die Darmgesundheit bei einem schweren Zn-Mangel beeinträchtigen, und welche Rolle Zn für das humane Glycome hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen