Digitale 3D Rekonstruktion des Gefäßsystems eines Mausembryos aus einem mit dem Lichtblatt-Mikroskop erzeugten Bildstapel. Arterielle Gefäße sind rot und venöse Gefäße sowie das Kapillarbett sind grün gefärbt. Bild vergrößern
Digitale 3D Rekonstruktion des Gefäßsystems eines Mausembryos aus einem mit dem Lichtblatt-Mikroskop erzeugten Bildstapel. Arterielle Gefäße sind rot und venöse Gefäße sowie das Kapillarbett sind grün gefärbt. [weniger]
Die ersten lymphatischen Endothelzellvorläufer (im linken Bild an ihren blauen Kernen erkennbar) trennen sich vom Dach der gemeinsamen Dorsalvene (großes grünes Gefäß, rechtes Bild) ab. Arterielle Gefäße sind intensiv rot dargestellt. Bild vergrößern
Die ersten lymphatischen Endothelzellvorläufer (im linken Bild an ihren blauen Kernen erkennbar) trennen sich vom Dach der gemeinsamen Dorsalvene (großes grünes Gefäß, rechtes Bild) ab. Arterielle Gefäße sind intensiv rot dargestellt. [weniger]

Mammalian Cell Signaling Laboratory

Projects

Blutgefäße und das deutlich weniger erforschte zweite Gefäßsystem der Lymphgefäße bilden die Transportbahnen für Nährstoffe, Gase, Botenstoffe, Stoffwechselprodukte und Zellen. Lymphgefäße führen Gewebsflüssigkeit aber auch Proteine, Nahrungsfette und weiße Blutkörperchen, die die Blutgefäße verlassen haben, in die venöse Blutbahn zurück.

Die Mechanismen, welche die Bildung von Lymphgefäßen unter physiologischen aber auch pathologischen Bedingungen steuern sind bislang wenig erforscht. Neue Technologien, welche die langfristige Beobachtung der Gefäßsysteme zum Beispiel während des Wachstums von Tumoren oder der Entwicklung atherosklerotischer Schäden erlauben, würden deutlich zu einem tiefgreifendes Verständnis der Kontrolle des Wachstums von Blut und Lymphgefäßen beitragen.

Wir haben in diesem Zusammenhang gezeigt, dass weiße Blutzellen große Mengen von Wachstumsfaktoren für Lymphgefäße produzieren können, welche in der Lage sind die Ausbildung des lymphatischen Gefäßsystems zu stören. Mit Hilfe der Lichtblatt-Mikroskopie ist es uns gelungen die ersten Schritte der Bildung von Lymphgefäßen in der Maus genau zu rekonstruieren. Parallel dazu versuchen wir die Entwicklung von Gefäßen während physiologischer oder pathologischer Vorgänge in einem Ansatz, den wir als chronische Intravital-Mikroskopie beschreiben, zu verfolgen.

Derzeit sind allerdings noch viele entscheidende Fragen in diesem Forschungsfeld ungelöst. Wie bildet sich das bilaterale, symmetrische Gefäßsystem eines Embryos in das asymmetrische Gefäßsystem eines Erwachsenen um? Wie werden diese Prozesse auf molekularer Ebene orchestriert oder reguliert? Wie wird die strenge Trennung von Blut und Lymphgefäßen während des gesamten Lebens aufrechterhalten? Welche Veränderungen werden durch die pharmakologische Beeinflussung des Gefäßwachstums, z.B. in Tumoren, ausgelöst? Dämpft oder verschlimmert eine intensive Versorgung mit Lymphgefäßen den Verlauf verschiedener Krankheiten?

Zentrale Technologien im Labor:

  • Erzeugung von transgenen und „knock out“ / „knock in“ Maus-Modellen mittels homologer Rekombination in ES Zellen oder durch CRISPR/Cas9 Technologie.
  • Entwicklung neuartiger transgener Modelsysteme für die chronische Intravital-Mikroskopie.
  • Entwicklung optischer Sensoren für komplexe Prozesse (wie die Bestimmung des Sauerstoff-Drucks, den Nachweis der Interaktion verschiedener Zelltypen, oder die Darstellung von Enzymaktivierung) mittels Lichtblatt-Mikroskopie, Lebendzell-Mikroskopie, intravitaler konfokaler und 2-Photonen-Mikroskopie (auch unter Verwendung von FRET und FLIM Messungen).
 
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