Decoding endothelial transcriptomic and regulatory responses to homeostatic and dysfunctional fluid flow profiles

Entwicklung, Differenzierung und Kontrolle des vaskulären Systems, einschließlich der Endothelzellen (EC), werden durch die Flüssigkeitsscherspannung des Blutflusses entscheidend beeinflusst. Die Scherbeanspruchung kann unidirektional (stationär oder instationär) sein, was einen EC-protektiven Effekt hat, während eine gestörte und oszillierende Scherbeanspruchung zu einem entzündlichen endothelialen Phänotyp beiträgt. Obwohl ECs mechano-sensitiv sind, hängt ihre besondere Reaktion von der Natur und der Größe der angewandten Scherspannung ab. Die grundsätzliche Bedeutung der Scherbeanspruchung auf die Biologie der ECs ist bekannt, während nur wenige Informationen über die Regulation der Genexpression bei verschiedenen Formen der Scherbeanspruchung vorliegen. Wir beabsichtigen eine Plattform für eine zugängliche und erweiterbare Multiomik-Datenbank der endothelialen Flussreaktionen zu etablieren. Dazu werden HUVECs verschiedenen Scher-beanspruchungen und -Profilen (unidirektional, pulsierend und oszillierend) in einem gut etablierten Multi-Unit-Flow-System (das BTF-System) im Schnittler Labor ausgesetzt und Videoaufzeichnungen zur automatisierten Auswertung morphodynamischer Zellparameter erstellt. Aus den selben Proben werden RNA-Seq (Gerhardt Lab) und Multiplex-Chip-Seq durchgeführt und in Zusammenarbeit mit Dieter Beule (BIH Core Unit for Bioinformatics) prozessiert. Die einzigartige Reproduzierbarkeit des BTF-Systems und die umfassende Expertise der Partnerlabore werden eine zusätzliche Multiomik-Datenerfassung, einschließlich Proteomik und Metabolomik ermöglichen, um ein integriertes Bild der kreuzkorrelierten Endothelreaktionen zu erhalten. Die Daten werden auf dem SODAR Omics Datenmanagementsystem frei verfügbar gemacht. Wir sind überzeugt, dass diese Datenbank für weitere Untersuchungen zur Scherstress-induzierten EC-Biologie und zum Verständnis der klinischen Phänotypen der endothelialen Dysfunktion wichtig sein wird.