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Bauplan für die Verknüpfung von Blutgefässen entdeckt

11.06.2013
Die Verbindung von Blutgefässen während der Entwicklung des Blutgefässsystems folgt einem einheitlichen Prozess.

Dabei durchlaufen die beteiligten Blutgefässzellen wie in einer Choreographie verschiedene Phasen, in denen es auch zur Durchtrennung und Transformation der Zellen kommt. Dies konnte die Forschungsgruppe von Prof. Markus Affolter am Biozentrum der Universität Basel jetzt am lebenden Organismus, dem Zebrafisch, nachweisen. Alle Ergebnisse sind im Fachmagazin «Developmental Cell» veröffentlicht.


Blutgefässe (grün) und Zellkerne (rot) im Kopf eines lebendigen Zebrafisches.
Foto: Universität Basel

Bei der Bildung neuer Blutgefässe kontaktieren sich die vordersten Zellen zweier Gefässe, die sogenannten Tipzellen. Dies sind Zellen, deren Aufgabe es ist, mit einer anderen Tipzelle in Kontakt zu treten, sich mit dieser zu verbinden und so eine gemeinsame Röhre für den Blutfluss auszubilden. Wie dieser Prozess genau funktioniert, das hat die Forschungsgruppe von Markus Affolter am Biozentrum der Universität Basel nun genauer am lebenden Organismus, dem Zebrafisch, untersucht.

Erst Fusion, dann Durchtrennung

Die Wissenschaftler zeigten, dass der Bildung neuer Blutgefässe ein einheitlicher Architekturplan zugrunde liegt. Nach diesem Plan verbinden sich alle Formen von Blutgefässen, die bei fortlaufender Blutzirkulation entstehen. Im Verlauf dieses Bildungsprozesses splitten sich die Tipzellen beider Blutgefässe, nachdem sie sich miteinander verbunden haben.

Transformation macht Fusionsstelle unsichtbar

Darüber hinaus beobachtete das Forscherteam, dass sich die Zellen anschliessend transformieren und so aus den beiden Tipzellen jeweils eine normale Blutgefässzelle entsteht. Diese Zellen lassen sich anschliessend nicht mehr von den anderen Zellen des Blutgefässes unterscheiden. «Praktisch ist es nicht möglich, im Anschluss an den Fusionsprozess die Fusionsstelle zu identifizieren», so Affolter. «Die ehemaligen Tipzellen können ab sofort alle Funktionen einer Blutgefässzelle erfüllen und sind multifunktional einsetzbar.» Auch konnte die Forschungsgruppe zeigen, dass das Molekül VE-cadherin dem Blutgefäss signalisiert, dass ein Kontakt zwischen zwei Tipzellen erfolgt und die Kontaktphase damit abgeschlossen ist.

Der Zebrafisch stellt für solche Untersuchungen ein geeignetes Modell dar. Er ist fast durchsichtig, was eine genaue Beobachtung der Blutgefässbildung im Inneren des lebendigen Tieres ermöglicht. Es ist das erste Mal, dass ein solcher Zellsplittingprozess und die Transformation der Blutgefässzellen bei der Bildung neuer Blutgefässe im geschlossenen Blutgefässsystem nachgewiesen werden konnte. Wie sich die Tipzellen der Blutgefässe erkennen, welche weiteren Moleküle den Verknüpfungsprozess steuern und wie der Anschluss von Tumoren im Organismus an den bestehenden Blutkreislauf erfolgt, möchte die Forschungsgruppe von Markus Affolter nun genauer im lebendigen Zebrafisch untersuchen.

Originalbeitrag

Anna Lenard, Elin Ellertsdottir, Lukas Herwig, Alice Krudewig, Loic Sauteur, Heinz-Georg Belting, and Markus Affolter (2013)
In Vivo Analysis Reveals A Highly Stereotypic Morphogenetic Pathway of Vascular Anastomosis
Developmental Cell, Volume 25, Issue 5, 492-506, 10 June 2013 | doi: 10.1016/j.devcel.2013.05.010

Weitere Auskünfte

Prof. Dr. Markus Affolter, Biozentrum der Universität Basel, Klingelbergstrasse 50/70, 4056 Basel, Schweiz. Tel. +41 61 267 20 72, E-Mail: markus.affolter@unibas.ch

Heike Sacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2013.05.010
http://www.biozentrum.unibas.ch/de/forschung/gruppen-plattformen/overview/unit/affolter/

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