G-CSF Rezeptor Ubiquitinierung bei myeloischen Erkrankungen

Myelodysplastische Syndrome (MDS) und die schwere kongenitale Neutropenie (SCN) sind Erkrankungen des Knochenmarks, die durch eine fehlerhafte Differenzierung von myeloischen Vorläuferzellen charakterisiert sind. Bei Patienten mit diesen Erkrankungen wurden von uns und anderen Arbeitsgruppen Mutationen im Gen für den Granulozyten-Kolonie-stimulierenden-Faktor-Rezeptor (G-CSF-R) gefunden. Dieser Rezeptor ist entscheidend für die Übermittlung des G-CSF-Signals, das die Bildung und Differenzierung von Granulozyten im Knochenmark reguliert. Viele der durch die Mutationen bedingten phänotypischen Veränderungen sind durch eine Störung der Signalbeendigung durch den G-CSF Rezeptor erklärbar. Bei der Beendigung bzw. Feinabstimmung eines Signals eines Zellmembranrezeptors spielt die Ubiquitinierung von Rezeptormolekülen eine wesentliche Rolle, denn dieser Mechanismus reguliert die zelluläre Aufnahme und die entsprechende intrazelluläre Prozessierung des Rezeptors. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass zwei Ubiquitin-Ligasen, SOCS3 und WSB1/2, an den G-CSF-Rezeptor binden und sein Signalverhalten modulieren. Zusätzlich ergaben preliminäre Untersuchungen in myeloischen Knochenmarkszellen, dass Lysinreste in der zytoplasmatischen Domäne des G-CSF-R, die das molekulare Ziel der Rezeptor-Ubiquitinierung darstellen, das G-CSF-Signal regulieren. Es ist daher das Ziel dieses Projektes, die Mechanismen der Ubiquitinierung des G-CSF-Rezeptors sowie die zellulären Auswirkungen davon detailiert zu untersuchen. Zu diesem Zweck soll eine Reihe von Lysin- substituierten sowie krankheitsspezifischen G-CSF-R-Mutanten konstruiert werden und mittels retroviraler Transfektion in primären Knochenmarkszellen von G-CSF-R-defizienten Mäusen sowie Zellen der murinen myeloischen 32D Zelllinie und humanen Nierenzelllinie HEK 293 exprimiert werden. Um die Rolle von SOCS3 und WSB-1/2 in der G-CSF-R Ubiquitinierung genauer zu untersuchen, sollen Mutanten, denen zusätzlich die Bindungsstelle für SOCS3 bzw. WSB-1/2 fehlt, in diese Studie inkludiert werden. Untersuchungen der intrazellulären Signaltransduktionswege sowie des Proliferations- und Differenzierungsverhalten dieser mutanten Zellen erlauben dann die Rolle der G-CSF-R-Ubiquitinierung im Rahmen der Granulopoese aufzuklären und den Einfluss einer Deregulation dieser Mechanismen in der Entstehung der genannten Erkrankungen zu erklären. Dieses Wissen könnte für die Entwicklung von Therapien, die auf die Wiederherstellung eines funktionierenden Signalverhaltens der krankhaften Zellen bei myeloischen Erkrankungen abzielen, von großer Bedeutung sein.