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B3: Charakterisierung und funktionelle Bedeutung von nanotubulären highway-ähnlichen Strukturen, welche hämatopoetische Stamm-und Vorläuferzellen über lange Distanzen hinweg direkt verbinden

Projektleitung: Dr. D. Corbeil

Die Zell-Zell-Kommunikation ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung und Aufrechterhaltung mehrzelliger Organismen. Verschiedene Mechanismen zum Austausch von Informationen zwischen den Zellen sind bislang bekannt. Einer davon beruht auf der Bildung von dünnen Plasmamembranausläufern (sogenannten nanotubular highways (NTHs)), welche Zellen über größere Entfernungen hinweg verbinden. Zahlreiche Transportmoleküle und / oder elektrische Signale könnten entlang von NTHs während unterschiedlicher biologischer Prozesse übertragen werden. Trotz intensiver Erforschung der NTHs ist über ihre Bedeutung für Stammzellen nur wenig bekannt. Um zellbiologische Ereignisse in der Knochenmarksnische zu charakterisieren, etablierten wir ein Co-Kultur System aus humanen CD34+ hämatopoetischen Stamm-und Vorläuferzellen (HSPCs), welche auf mesenchymalen Stromazellen des Knochenmarks wachsen. Wir beobachteten die Ausblildung dünner Plasmamembranausläufer zwischen benachbarten HSPCs bilden, die Ähnlichkeiten zu den NTHs aufweisen. Im Rahmen dieses Projekts beabsichtigen wir ihre Bedeutung zu untersuchen. Dafür planen wir i) ihre Zusammensetzung aufzuzeigen; ii) die molekularen Mechanismen ihrer Entstehung zu analysieren; iii) zu untersuchen, ob sie eine direkte Rolle bei der interzellulären Kommunikation von HSPCs spielen; iv) den Einfluss von HSPC Proliferation und Differenzierung auf ihre Biogenese zu bestimmen; v) sie in vivo zu dokumentieren und vi) sie in hämatopoetischen Krebszellen zu charakterisieren. Zusammenfassend sollen diese Erkenntnisse neue Einblicke in die Zellbiologie von HSPCs und ein besseres Verständnis der Mikroumgebung des Knochenmarks ermöglichen.

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