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Projekt
Rolle der Sialoglykane für die Embryonalentwicklung
Antragsteller
Dr. Markus Abeln
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409784463
Das Sialom von Säugetieren, insbesondere die an der Zelloberfläche exprimierten Sialoglykane, haben wesentliche Funktionen bei der Signalisierung von "Selbst" und "Fremd". Durch gezielte Ausschaltung der CMP-Sialinsäure-Synthase (CMAS), des Enzyms, das die metabolische Aktivierung von Sialinsäure (Sia) katalysiert, haben wir ein Asialo-System erzeugt, das an Tag 8,5 eine embryonale (E) Letalität aufweist, was deutlich zeigt, dass Sialoglykane während der Schwangerschaft unverzichtbar sind. Untersuchungen zur Ursache des fetalen Absterbens ergaben eine ungezügelte Aktivierung des alternativen Zweigs des mütterlichen Komplementsystems mit massiver Ablagerung der Komplementkomponente 3b (C3b) auf den semi-allogenen Trophoblastenzellen bei gleichzeitiger Entzündung an der feto-maternalen Schnittstelle. Wir konnten jedoch die Bildung des Membranangriffskomplexes ausschließen und zeigen, dass die Signalübertragung über die Anaphylotoxine C3a und C5a keinen Einfluss auf die Entwicklung des Phänotyps hat. Im Gegensatz dazu sahen wir eine massive Invasion der mütterlichen Blutplättchen und konnten in Pilotstudien die Komplementaktivierung und Entzündung durch Hemmung der mütterlichen Blutplättchen weitgehend verhindern. In Verbindung mit Literaturdaten, die den Blutplättchen eine Rolle bei der Plazentaentzündung zuschreiben, veranlassten unsere vorläufigen Daten zu der Frage, welche molekularen Ereignisse die Blutplättchenaktivierung und die schädlichen Folgen im Asialo-Hintergrund stimulieren. Um die Funktionen von Sia neben der Komplementregulation aufzudecken, wurde der Doppelknockout Cmas-/-;C3-/- erzeugt. Ein auffälliges Merkmal von Cmas-/-;C3-/- sind schwere neuronale Blutungen, die stark an den Phänotyp von Mäusen mit genetischen Veränderungen erinnern, die die Bildung von hämatopoetischen Stammzellen (HSC) beeinträchtigen. Wir verfolgen daher das Ziel, die Rolle von Sialoglykanen bei der Hämatopoese und der Differenzierung von HSZ zu verstehen. Die massive Thromboinflammation an der fetal-maternalen Grenzfläche von Cmas-/- Implantaten zeigt, dass die Sialylierung an der Grenzschicht zwischen flüssiger Phase und festem Gewebe essentiell ist. Während endothelial exprimierte Sialoglykane unter verschiedenen Aspekten untersucht wurden und dafür bekannt sind, dass sie an der Aufrechterhaltung der Hämostase und der Leukozytenrekrutierung beteiligt sind, fehlt ein Modell, das die Untersuchung der Endothelfunktionen in Abwesenheit von Sia ermöglichen würde. Im Rahmen des laufenden Projekts werden wir Cdh5-Cre/ERT2; Cmaslox/lox-Mäuse erzeugen, die den Tamoxifen-induzierten und endothelspezifischen Verlust der Sialylierung auch bei erwachsenen Tieren ermöglichen, und dieses Modell nutzen, um die Funktionen von Sia in Endothelien zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
