Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2002

Bedeutung von Rho-Proteinen für die Regulation der Endothelbarriere

Prof. Dr. Detlev Drenckhahn
Universität Würzburg
Institut für Anatomie und Zellbiologie

Prof. Dr. Fitz Roy E. Curry
University of California, Davis
Physiology & Membrane Biology

Die Rho-Protein-Familie von kleinen GTP-bindenden Proteinen (Rho, Cdc42, Rac) spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Permeabilität des Gefäßendothels, das als zelluläre Barriere die Innenseite der Blutgefäße auskleidet. Das Ziel der Zusammenarbeit zwischen dem kalifornischen Antragsteller (Prof. Curry, Universität Davis) und des bayerischen Antragstellers (Prof. Drenckhahn, Universität Würzburg) besteht darin, die molekularen Schritte zu verstehen, durch die die Gefäßpermeabilität durch Rho-Proteine reguliert werden. Das Würzburger Labor hat spezialisierte zellbiologische und biophysikalische Techniken zur Untersuchung des Gefäßendothels entwickelt (Atomkraftmikroskopie, Laser-Pinzette, Rheologiesysteme), während das kalifornische Labor international führend auf dem Gebiet der In-vivo-Analyse der Gefäßpermeabilität von mikroperfundierten Einzelkapillaren in Maus und Ratte ist.

Abschlussbericht
Das BaCaTeC hat die Kollaboration der Gruppen von Prof. Drenckhahn in Würzburg (BY) und Prof. Curry in Davis (CA) gefördert. Mit der Unterstützung wurde das Projekt „Bedeutung von Rho-Proteinen für die Regulation der Endothelbarriere“ finanziert. Das Ziel des Projektes war die Etablierung eines Mikroperfusions-Arbeitsplatzes in Würzburg, um parallele Untersuchungen der Funktion der Endothelbarriere in vivo und in vitro zu ermöglichen. Daher verbrachte Prof. Curry, der ein ausgewiesener Spezialist auf dem Gebiet der Permeabilitätsforschung ist, einen Forschungsaufenthalt im Labor von Prof. Drenckhahn, um Vorversuche durchzuführen und das Projekt zu planen (Ref.1). Anschließend wurde Herrn Dr. Waschke aus der Arbeitsgruppe Drenckhahn eine zweimalige Forschungsphase in Davis zur Erlernung der Einzelkapillarperfusionsmethode ermöglicht. Während dieser Aufenthalte wurden Ergebnisse erzielt, die zum Verständnis um die Bedeutung der Rolle der Rho-Proteine sowie der beteiligten Mechanismen für die Barriereregulation in vivo beitragen. Die Ergebnisse der Kollaboration wurden in vier weiteren Publikationen veröffentlicht (Ref.2-5). Nach den Forschungsaufenthalten wurde mit Hilfe des IZKF (Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung) der Perfusionsarbeitsplatz in Würzburg eingerichtet, dessen Fertigstellung kurz bevorsteht. Dieser Versuchsaufbau ist der einzige seiner Art in Kontinental-Europa und wird eine Bereicherung für die kardiovaskuläre Forschung an der Universität Würzburg sein. Um die Bedeutung der Rho-Proteine in der Permeabilitätsregulation weiter zu untersuchen, ist ein Antrag für die Deutsche Forschungsgesellschaft in Vorbereitung. Abschließend danken die beiden Kontaktpersonen dem BaCaTeC für die großzügige und hilfreiche Unterstützung.

1. Adamson RH, Curry FE, Adamson G, Liu B, Jiang Y, Aktories K, Barth H, Daigeler A, Golenhofen N, Ness W, Drenckhahn D.: Rho and rho kinase modulation of barrier properties: cultured endothelial cells and intact microvessels of rats and mice. J Physiol 2002, 539:295-308.
2. Waschke J, Baumgartner W, Adamson RH, Zeng M, Aktories K, Barth H, Wilde C, Curry FE, Drenckhahn D.: Requirement of Rac activity for maintenance of capillary endothelial barrier properties. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004 Jan, 286(1):H394-401. Epub 2003 Sep 25.
3. Waschke J, Drenckhahn D, Adamson RH, Curry FE.: The role of adhesion and contraction in Rac 1-regulated endothelial barrier function in vivo and in vitro. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004 Aug, 287(2):H704-711. Epub 2004 Mar 25.
4. Waschke J, Drenckhahn D, Adamson RH, Barth H, Curry FE.: cAMP protects endothelial barrier functions by preventing Rac-1 inhibition. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004 Jul 22. Epub ahead of print.
5. Waschke, J., Curry, F.E., Adamson, R.H., Drenckhahn, D.: Regulation of actin dynamics is critical for endothelial barrier functions. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2004 (in revision).