Analysis of mice deficient in late endosomal SNARE proteins VAMP8/endobrevin and Vti1b

Abstract

Bei der Fusion von Membranen kommt es zu einem synchronisierten Zusammenspiel von verschiedenen Proteinen. SNAREs spielen dabei eine zentrale Rolle. SNARE-Proteine, die sowohl auf der Vesikel-, als auch auf der Zielmembran verankert sind, interagieren dabei in eine coil-coiled-Struktur miteinander und bilden somit den Core-Komplex aus. Vamp8 ("Vesicle associated-membrane-protein-8), auch als Endobrevin bezeichnet, ist ein säugerspezifisches R-SNARE, das an zwei Komplexen beteiligt ist. Zum einen trägt es zur Fusion der späten Endosomen in Zusammenspiel mit Syntaxin8, Syntaxin7 und Vti1b bei. Zweitens bildet Vamp8 zusammen mit SNAP23 und Syntaxin4 einen Komplex, welcher die Exozytose der zymogenen Granular in dem Acinarzellen des Pankreas vermittelt.Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der physiologischen Funktion von Vamp8 unter Verwendung entsprechender Knockout-Mäusen. Vamp 8 -/- Mäuse entwickeln sich bis zur Geburt normal. In einem Alter von 10 bis 12 Tagen sterben jedoch ein Drittel der Tiere. Diese Mäuse weisen einen fortschreitenden Gewichtsverlust auf, der erstmals ab einem Alter von 8-9 Tagen zu beobachten ist. Die Tiere können in zwei Gruppen eingeteilt werden: Zur Gruppe 1 zählen die Mäuse, die sich später, trotz des geringeren Gewichtes, zu normalen adulten Mäusen entwickeln. In Gruppe 2 kommt es bei den Tieren innerhalb von wenigen Tagen zu einem dramatischen Verlauf des Gewichtsverlustes, der zum Tod führt. Kennzeichen dieser nicht lebensfähigen Vamp8-/- Mäuse ist ein nur halb so großes Körpergewicht gegenüber den Wurfgeschwistern und ein extrem kleiner Thymus Dessen Medulla ist reduziert und eine deutliche Abgrenzung zum Cortex ist nicht zu erkennen. Die sich entwickelnden Thymozyten, einschließlich der CD4-CD8- DN1-4 und CD4/CD8 Population, zeigen eine massive Störungen in der Reifung. Der Thymus der nicht überlebensfähigen Vamp8-/- Tiere weist eine hohe Anzahl an bereits toten Zellen auf, während die Thmyozyten der kleinen, aber gesunden Knockout-Mäuse sensitiver gegenüber apoptotischen Stimuli in vitro reagieren. Es konnte gezeigt werden, dass sich hämatopoetische Vorläuferzellen aus dem Knochenmark der kleinen und kranken Knockout-Mäusen bei Transplantation in RAG2-/-γc-/- Tiere zu funktionsfähigen T-und B-Lymphozyten entwickeln. Dies ist ein Hinweis darauf, dass ein Defekt in den Stromazellen vorliegt, während die thymozytischen Vorläuferzellen nicht beeinflusst werden. Unabhängig davon weisen Vamp8 doppelt-defiziente Mäuse keine Schäden innerhalb der Exozytose, des endosomalen Transports, Phagozytose und der lysosomalen Degradation auf. Dies gibt wiederum einen Hinweis darauf, dass möglicher weise Vamp8 keine essentielle Rolle während der späten Endosomen-Fusionsereignisse spielt.