Drebrin als Regulator der endothelialen Zell-Zell- und Zell-Matrix Adhäsion

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252069543

In diesem Projekt untersuchen wir die Rolle des F-Aktin bindenden Proteins Drebrin und seiner Inter-aktions-Partner in der Regulation endothelialer Integrität. Die Bildung von Blutgefäßen und die Auf-rechterhaltung endothelialer Integrität beruhen auf der abgestimmten Regulation sowohl von Zell-Matrix als auch von Zell-Zell-Kontakten. In beiden Fällen spielen Zytoskelett-abhängige Prozesse, insbesondere F-Aktin-Dynamik, eine entscheidende Rolle. Zur koordinierten Regulation von Zell-Matrix- und Zell-Zell-Adhäsion erscheinen insbesondere Zytoskelett-Proteine geeignet, die an beiden Prozessen beteiligt sind. Drebrin (developmentally regulated brain protein) ist ein solcher Kandidat. Drebrin lokalisiert an adherens junctions in humanen Endothelzellen, und wir konnten zeigen, daß Drebrin die Integrität von Zell-Zell Kontakten in humanen Endothelzellen erhält, indem es das Afadin-Nektin System an adherens junctions stabilisiert. Wir finden zudem, daß Drebrin und Afadin auch Komponenten und entscheidende Regulatoren von wandernden Aktin-Wellen sind. Hierbei handelt es sich um hochdynamische Zell-Matrix Kontakte in Endothelzellen und einer Reihe von weiteren Zellar-ten. Die Fusion von Aktin-Wellen mit der Zellperipherie resultiert in der Bildung lokaler Protrusionen, und Kontakt dieser Protrusionen mit Nachbarzellen führt zu einer Anreicherung von Proteinen aus den Aktin-Wellen an der Kontaktfläche beider Zellen. Zell-Zell Kontakt-Proteine, die durch Wellen an der Zellperipherie angelagert werden befinden sich somit in einer optimalen Lage, um neue Zell-Zell Kon-takte zu etablieren. Das vorgeschlagene Projekt befasst sich mit der Rolle von Drebrin bei der Regulation von endothelia-len Zell-Zell und Zell-Matrix Kontakten (Aktin-Wellen), sowie mit den möglichen Verbindungen zwischen beiden Prozessen. Wir werden zudem die Rollen neu identifizierter Drebrin Interaktoren bei Zell-Zell- und Zell-Matrix-Adhäsion untersuchen. Dies wird in verschiedenen Einzelprojekten geschehen: Ein Fokus wird die Untersuchung der Aktivierung von Afadin durch Drebrin sein, das wahrscheinlich eine Konformationsänderung im Afadin-Molekü bewirktl. Einen zweiten Fokus bildet die Rolle von Drebrin und anderen Zell-Zell-Kontakt-Proteinen, insbesondere Afadin, bei der Regulation von Aktin-Wellen. Den dritten Punkt bildet die Untersuchung der neu identifizierten Drebrin Interaktions-Partner alpha II spectrin, Crk, und des Treacher Collins Syndrom-assoziierten Proteins TCOF1/treacle, ihrer Interaktion mit Drebrin sowie ihrer Rolle in der durch Drebrin regulierten Zell-Matrix- und Zell-Zell-Adhäsion. Alle diese Ansätze werden für sich genommen neue und wichtige Informationen zur Rolle von Drebrin und seinen Interaktoren bei der dynamischen Regulation des endothelialen Zytoskeletts liefern. Zusammengenommen könnten sie neue Querverbindungen zwischen endothelialer Zell-Matrix- und Zell-Zell-Adhäsion aufzeigen. Dieser synergistische Ansatz bildet den vierten Fokus des Arbeitsplans.