Dysregulation der Integrinfunktion und Induktion von Entzündungen bei JAK2-mutierten myeloproliferativen Neoplasien.

Eine aktivierende Punktmutation (V617F) der JAK2-Kinase ist das molekulare Markenzeichen einer Gruppe bösartiger hämatologischer Erkrankungen, die als Polycythemia vera (PV), essentielle Thrombozytose (ET) und primäre Myelofibrose (PMF) bezeichnet werden. PV, ET und PMF gehören zu der Krankheitseinheit der so genannten chronischen myeloproliferativen Neoplasie (CMN). Die JAK2V617F-mutierte CMN (PV, ET und PMF) ist durch eine klonale Proliferation myeloischer Zellen und ein auffälliges Entzündungssyndrom gekennzeichnet, das insbesondere in fortgeschrittenen Stadien das klinische Kennzeichen der Krankheit ist. Obwohl im peripheren Blut der Patienten hohe pro-inflammatorische Zytokinwerte festgestellt wurden, ist die zelluläre und molekulare Grundlage des Entzündungssyndroms nur unvollständig geklärt. Derzeit beschränken sich die therapeutischen Möglichkeiten bei CMN auf symptomatische Ansätze. Um krankheitsspezifische Therapien zu entwickeln, ist es von größter klinischer Bedeutung und wissenschaftlichem Interesse, die molekularen Mechanismen der Krankheit zu verstehen. Daher schlagen wir eine umfassende in vitro und in vivo Untersuchung der molekularen Prozesse vor, die zu hohen proinflammatorischen Zytokinspiegeln und zu Entzündungen bei CMN führen. Ein besonderer Schwerpunkt wird die Rolle der Integrine in der Pathophysiologie der Krankheit sein.
In der vorangegangenen Förderperiode haben wir ein neuartiges Modell der JAK2V617F-positiven Erythropoese unter Verwendung von immortalisierten erythroiden Vorläuferzellen der Maus (I/11) entwickelt, die nachweislich wesentliche Schritte der Erythropoese getreu ausführen. In der vergangenen Förderperiode wurden drei wichtige Ergebnisse erzielt: (1) Von besonderem Interesse war die Feststellung, dass die Expression der mutierten JAK2V617F-Kinase in hämatopoetischen Zelllinien ausreicht, um die Expression einer Reihe von pro-inflammatorischen Zytokinen wie IP-10, TNF-a und IL-6 direkt zu induzieren; (2) PLC 1 wurde als Hauptsignalknoten für die Funktion und Differenzierung der EpoR/JAK2-gesteuerten Erythropoese identifiziert; (3) in vorläufigen Experimenten fanden wir heraus, dass die Expression von JAK2V617F eine dramatische Dysregulation der Expression von Integrinen (LFA1, VLA4), der Adhäsion und der Polarisierung auf ICAM-1 und VCAM-1 bewirkt. Darüber hinaus deuten weitere Ergebnisse auf einen starken Synergismus der LPS-induzierten Toll-like-Rezeptor (TLR)-Signalgebung mit JAK2V617F bei der Induktion des pro-inflammatorischen Chemokins/Zytokins IP-10 hin. Dies könnte zu dem bei den Patienten beobachteten Zytokinsturm beitragen. Interessanterweise wird diese Hypothese durch die Feststellung gestützt, dass IP-10 bei primären Myelofibrose-Patienten signifikant hochreguliert ist und unabhängig davon eine schlechtere Überlebensrate voraussagt.
In der nächsten Förderperiode werden wir I/11-Zellen, die entweder JAK2WT oder JAK2V617F exprimieren, als unser wichtigstes in vitro Modell verwenden. Darüber hinaus werden wir ein konditionales JAK2V617F-Knock-in-Mausmodell nutzen, das uns von unseren Kooperationspartnern zur Verfügung gestellt wurde. Mit Hilfe dieser Instrumente wollen wir die Rolle von JAK2V617F bei der Regulierung der Aktivierung und Funktion von Integrinen (LFA1, VLA4) in vitro und in vivo charakterisieren. Die spezifischen Ergebnisse werden in primären menschlichen Zellen (Granulozyten, Monozyten, B-Zellen, T-Zellen) von CMN-Patienten validiert. Außerdem wollen wir die Signalmoleküle identifizieren, die JAK2V617F mit der Integrin-Signalgebung verbinden. Um einen umfassenden Überblick über die Rolle von PLC 1 bei JAK2V617F-induzierten Entzündungen in vivo zu erhalten, werden wir eine konditionale PLC 1 Knock-out/JAK2V617F Knock-in Maus erzeugen. Anhand dieses Modells werden wir entzündliche Zytokine in Granulozyten, T-, B-Zellen und Serum, Integrin-Adhäsion und -Funktion sowie den entzündungsbedingten Krankheitsphänotyp (Splenomegalie, Myelofibrose, extramedulläre Hämatopoese) untersuchen. Schließlich werden wir auf molekularer Ebene die Zusammenarbeit der TLR-Signalgebung mit der JAK2V617F-Signalgebung bei der Induktion des proinflammatorischen Chemokins/Zytokins IP-10 untersuchen.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 27.03.2026

Dysregulation of integrin function and induction of inflammation in JAK2-mutated myeloproliferative neoplasia.

An activating point mutation (V617F) of the JAK2-kinase is the molecular hallmark of a group of malignant hematological diseases called polycythemia vera (PV), essential thrombocytosis (ET) and primary myelofibrosis (PMF). PV, ET and PMF belong to the disease entity of so called chronic myeloproliferative neoplasia (CMN). JAK2V617F-mutated CMN (PV, ET and PMF) is characterized by clonal proliferation of myeloid cells and a striking inflammatory syndrome which is the clinical hallmark of the disease, in particular in advanced phases. Although high pro-inflammatory cytokine levels have been found in the peripheral blood of patients, the cellular and molecular basis of the inflammatory response syndrome is only incompletely understood. Currently, therapeutic options in CMN are limited to symptomatic approaches. In order to develop disease-specific therapies it is of utmost clinical importance and scientific interest to understand the molecular mechanisms of the disease. Therefore, we propose a comprehensive in vitro and in vivo investigation of the molecular processes leading to high pro-inflammatory cytokine levels and to inflammation in CMN. A special focus will be given to the role of integrins in pathophysiology of the disease.
In the previous funding period, we have generated a novel model of JAK2V617F-positive erythropoiesis using immortalized I/11 mouse erythroid progenitor cells which have been shown to faithfully execute essential steps of erythropoiesis. Three major results have been achieved during the previous funding period: (1) of particular interest was the finding that expression of JAK2V617F mutated kinase in hematopoietic cell lines is sufficient to directly induce expression of a number of pro-inflammatory cytokines including IP-10, TNF-a, and IL-6; (2) PLC 1 was identified as a master signaling node in function and differentiation of EpoR/JAK2 controlled erythropoiesis; (3) in preliminary experiments, we found that expression of JAK2V617F induces dramatic dysregulation of integrin (LFA1, VLA4) expression, adhesion and polarization on ICAM-1 and VCAM-1. Moreover, additional results indicate a strong synergism of LPS-induced Toll-like receptor (TLR) signaling with JAK2V617F in induction of the pro-inflammatory chemokine/cytokine IP-10. This may contribute to the cytokine storm observed in patients. Interestingly, this hypothesis is supported by the finding that IP-10 is significantly up-regulated in primary myelofibrosis patients and independently predictive of inferior survival.
In the next funding period, I/11 cells expressing either JAK2WT or JAK2V617F will be employed as our main in vitro model. In addition, we will take advantage of a conditional JAK2V617F knock-in mouse model made available through our collaborators. Employing these tools, we aim to characterize the role of JAK2V617F in regulating integrin (LFA1, VLA4) activation and function in vitro and in vivo. Specific findings will be validated in primary human cells (granulocytes, monocytes, B-cells, T-cells) from CMN patients. We also seek to identify the signaling molecules connecting JAK2V617F with integrin signaling. To gain a comprehensive view on the role of PLC 1 in JAK2V617F-induced inflammation in vivo we will generate a conditional PLC 1 knock-out/JAK2V617F knock-in mouse. Using this model, we will study inflammatory cytokines in granulocytes, T-, B-cells and serum, integrin adhesion and function and the inflammation-related disease phenotype (splenomegaly, myelofibrosis, extramedullary hematopoiesis). Finally, we will dissect at a molecular level the cooperation of TLR signaling with JAK2V617F signaling for induction of the pro-inflammatory chemokine/cytokine IP-10.