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Blutgefäßzellen auf Wanderschaft

Prof. Wiebke Herzog erhält Heisenberg-Stipendium der DFG
Prof. Wiebke Herzog
© Ralph Sondermann

Die weitverzweigten Blutgefäße im Körper versorgen die Zellen aller Organe über das Blut mit Sauerstoff und Nährstoffen. Sie sind Transportbahnen, über die die Immunzellen an ihren Einsatzort im Körper gelangen und Hormone als Steuersignale ihr Ziel erreichen. Abfallstoffe werden über die Blutbahnen in die Niere und die Leber transportiert. Dieses wichtige System wird früh während der Embryonalentwicklung gebildet und reagiert während der gesamten Lebensspanne flexibel, zum Beispiel bei der Wundheilung. Mit der Frage, wie die Zellen der Blutgefäße an den richtigen Platz im Gewebe wandern und damit das Wachstum der Gefäße ermöglichen, beschäftigt sich die Biologin und Juniorprofessorin Dr. Wiebke Herzog. Für ihre Forschung hat sie nun für zunächst drei Jahre ein Heisenberg-Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten.

Wiebke Herzog gehört dem Fachbereich Biologie der WWU an und ist Gruppenleiterin im Exzellenzcluster „Cells in Motion“. Mit ihrer Arbeitsgruppe ist sie am münsterschen Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin untergebracht. Ihre Forschungen führt sie an Embryos von Zebrafischen durch. „Im Gegensatz zur Maus oder zum Menschen entwickeln sich die Fische in Eiern außerhalb des mütterlichen Körpers. Während der Embryonalentwicklung sind sowohl die Eihüllen als auch die Embryonen durchscheinend. Das sind ideale Voraussetzungen, um die Entwicklung der Gefäße zu beobachten“, erläutert die Wissenschaftlerin. Die Prozesse, die in den Fischen ablaufen, sind ähnlich wie bei anderen Wirbeltieren, weshalb viele der gewonnenen Erkenntnisse übertragbar sind.

Wiebke Herzog interessiert sich speziell für die Zellen, die die Blutgefäße innen auskleiden – die sogenannten Endothelzellen. Welche molekularen Signale leiten die Zellen an ihren Platz? Und wie gelingt es den Zellen, die untereinander kommunizieren, kollektiv zu wandern? Um Fragen wie diese zu klären, nutzen die Wissenschaftlerin und ihr Team moderne mikroskopische Verfahren, mit denen sie den lebenden Zellen bei ihren Wanderungen im Organismus zuschauen können.

Mit dem angesehenen Heisenberg-Programm fördert die DFG Wissenschaftler auf dem Weg zu einer unbefristeten Professur. Die Stipendiaten sollen damit ihre wissenschaftliche Reputation weiter steigern können.

Dieser Artikel erschien in der Universitätszeitung "wissen|leben" Nr. 7, 16. November 2016. Autorin ist Christina Heimken.

Das Bild zeigt die Blutgefäße eines Zebrafisch-Embryos in grün und Semaphorin3d in Magenta. Semaphorin3d bildet einen abweisenden "Wegweiser" im Mesenchym zu beiden Seiten der wandernden Kardinalvene, wird aber auch von den vordersten Endothelzellen selbst hergestellt.
© Mailin Julia Hamm, Bettina Carmen Kirchmaier, Wiebke Herzog

Neuer Mechanismus der Zellwanderung

Semaphorine sind bekannt als Signalstoffe, die als "Wegweiser" bei der Wanderung von Zellen dienen. In einer kürzlich veröffentlichten Studie zeigten Mailin Hamm, Wiebke Herzog und ihre Kollegen, dass Semaphorin3d im Zebrafisch-Embryo bei der Wanderung von Blutgefäßzellen nicht nur die Wanderungsrichtung beeinflusst, sondern auch die Wanderungmaschinerie in den Endothelzellen selbst. Die Forscher beschreiben einen neuen Mechanismus, bei dem Semaphorin3d die Bildung von Aktin-Strängen und Zell-Zell-Kontakten reguliert. Diese autokrine, also von der Zelle selbst verursachte Regulation der Zellwanderung kommt nicht nur in den Blutgefäßzellen vor, sondern scheint auch von vielen anderen gemeinsam wandernden Zellen benutzt zu werden.

  • Originalpublikation: Hamm MJ, Kirchmaier BC, Herzog W. Sema3d controls collective endothelial cell migration by distinct mechanisms via Nrp1 and PlxnD1. J Cell Biol 2016;215: 415-430.
  • Podcast zur Publikation (in englischer Sprache)