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TRP X16 Generierung einer Zelltyp-spezifischen Pon2 knock-out Maus

Förderzeitraum: 01.09.2018 – 31.03.2020

Projektskizze

Dysfunktionen des kardiovaskulären Systems (z.B. beim Diabetes mellitus, Bluthochdruck und inflammatorischer Arthritis) gehören zu den Hauptrisikofaktoren/Erkrankungen, die für globale Mortalität und Einschränkungen der Lebensqualität verantwortlich sind. Die Interaktionen von Immunzellen, vaskulären Zellen und Blutplättchen spielen eine zentrale Rolle in der Entwicklung und Progression dieser Risikofaktoren/Erkrankungen. Es wurde gezeigt, dass ein fein ausbalanciertes Verhältnis zwischen Generierung und Entgiftung von reaktiven Sauerstoff/Stickstoffspezies (ROS/RNS) die Zellphysiologie und -Entwicklung durch Redox-Signalwege und oxidativen Stress (ROS) moduliert. Die Forschungen der letzten Zeit haben gezeigt, dass die NADPH Oxidase 2 (NOX2) ein Hauptproduzent von ROS im vaskulären System darstellt. Neuere Studien zeigen, dass hier auch das anti-oxidative Protein Paraoxonase-2 (PON2) eine wichtige Funktion übernimmt. Unsere Arbeitsgruppe konnte kürzlich zeigen, dass eine gestörte Redox-Kontrolle in Mäusen mit global inaktiviertem PON2-Gen zu einer endothelialen Dysfunktion, vaskulären Inflammation und einer Tissue factor (TF) -abhängigen überschießenden Gerinnung führt. Unsere laufenden Experimente zeigen, dass verglichen mit Wildtyptieren hämatopoetische Stammzellen, Endothelzellen und Plättchen aus Mäusen mit inaktiviertem PON2-Gen deutliche Unterschiede in der Entwicklung und Aktivierung zeigen.

ROS/RNS spielen eine zentrale Rolle bei chronischen vaskulären und inflammatorischen Erkrankungen. Jedoch ist das Verständnis ihrer zellulären Effekte und die Regulation durch Inhibitoren/inhibitorische Signalwege in Immunzellen, vaskulären Zellen und Plättchen noch limitiert. Für ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Signalwege wollen wir im vorliegenden Projekt die zellspezifischen PON2-abhängigen Signalwege im Bluthochdruck, Diabetes mellitus, der inflammatorischen Arthritis und bei ischämischen Herzerkrankungen/Zerebrovaskulären Erkrankungen analysieren. ROS/RNS-Signalwege spielen in allen Zellen des vaskulären Systems (z.B. Plättchen, Immunzellen, Gefäßzellen), die für die kardiovaskuläre Gesundheit bzw. Erkrankungen wichtig sind, eine zentrale Rolle. Jedoch ist die exakte Beteiligung jedes einzelnen dieser Zelltypen für die Rolle der PON2-abhängigen Signalwege in der Entwicklung und Progression von kardiovaskulären Erkrankungen unbekannt. Daher wollen wir im vorliegenden Projekt die Redox-regulierende Rolle von PON2 in Mäusen mit zellspezifischer Inaktivierung des PON2-Gens untersuchen. Solche Mäuse können unter Verwendung des Cre-lox Systems generiert werden. PON2fl/fl Mäuse (C57BL/6N-Pon2tm1c(EUCOMM)Hmgu/H) können kommerziell (INFRAFRONTIER) erworben werden. Nach Etablierung einer PON2fl/fl Maus-Zuchtkolonie sollen Mäuse mit zellspezifischer Inaktivierung des PON2-Gens durch Kreuzung mit in Mainz vorhandenen Mäusen mit zellspezifischer Expression der Cre-Rekombinase (Gp1ba-Cre – Megakaryocyten/Thrombocyten; LysM-Cre – myeloide Zellen; CD4-Cre – T Zellen; Smmhc-Cre – arterielle glatte Muskelzellen; Cadh5-Cre – Endothelzellen/hämatopoetische Zellen) generiert und analysiert werden.

Projektleitung

Prof. Dr. Andreas Daiber, Zentrum für Kardiologie, Kardiologie I

Prof. Dr. Hartmut Kleinert, Institut für Pharmakologie