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DFG Sonderforschungsbereich 1444

Der Sonderforschungsbereich zielt darauf ab, am Beispiel der Knochenheilung die grundlegenden Mechanismen zu entschlüsseln, die zwischen Erfolg und Misserfolg bei der Regeneration von muskuloskelettalem Gewebe ausschlaggebend sind.

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Teilprojekt 12 - Projektleitung

Prof. Dr. Tim Schulz

SFB 1444 Vertreter aller außeruniversitären Partnereinrichtungen, Teilprojekt 12
FOR 2165 Teilprojekt 6

PD Dr. Katharina Schmidt-Bleek

SFB 1444 Stellvertretende wissenschaftliche Koordinatorin & Umsetzung 3R-Prinzipien, TP 1 & 12 | FOR 2165 Teilprojekte 5 & 6

Katharina Schmidt-Bleek

Knochenmark-Fettgewebe: Nährstoffmetabolismus und Immunmodulation während des Knochenerhalts und der Knochenregeneration

Schulz und Schmidt-Bleek untersuchen Ernährung, Alterung und Adipogenese bei der Knochenerhaltung und -regeneration. Eine Induktion der Adipogenese, insbesondere unter pathologischen Bedingungen eines beeinträchtigten Stoffwechsels, wie Alterung und Adipositas, oder auch Nahrungskarenz, deutet darauf hin, dass Fettzellen im Knochenmark eine entscheidende Rolle bei Knochenerhalt und Frakturreparatur spielen. Anhand von Ernährungsgewohnheiten, Alterung und metabolischen Herausforderungen wird untersucht, ob molekulare und metabolische Unterschiede in den Adipozyten des Knochenmarks mit einer effizienten Knochenheilung in Verbindung gebracht werden können. Single Cell Analysen von Adipozyten und adipogenen Stammzellpools aus murinem und humanem Knochenmaterial geben Aufschluss, ob der beeinträchtigte Stoffwechsel und die Alterung in prä-klinischen Studien und unter klinischen Bedingungen mit einer Funktionsstörung der Adipozyten aus dem Knochenmark und den Ergebnissen der Knochenheilung in Verbindung gebracht werden können. In prä-klinischen Modellen konnten positive Eigenschaften adipogener Zellen auf die Knochenheilung nachgewiesen werden, die im Zusammenhang mit einem PPARg Agonisten entstehen. Diese positive Wirkung konnte auf das von Adipozyten sekretierte Adiponektin zurückgeführt werden, welches zu einer positiven Energiebilanz für den Knochenaufbau beiträgt. Unter pathologischen Konditionen kommt es allerdings zur übermäßigen Ansammlung von Fettzellen im Knochenmark und die Projektergebnisse zeigen, dass diese vermehrte Bildung auf der alterungsbedingten Re-Programmierung von im Knochen vorliegenden mesenchymalen Stromazellen in Richtung Adipogenese beruht.

Wichtigste Ergebnisse

Adiponectin verbessert Heilung

Entzündungsreaktion | Energieversorgung & -verbrauch

Bei der Knochenregeneration verbessert das Signalmolekül Adiponektin, das von Adipozyten in unmittelbarer Nähe des Frakturspalts exprimiert wird, den Heilungserfolg, indem es Energie für den anabolen Knochenbildungsprozess bereitstellt.

In Zusammenarbeit mit Teilprojet P01

Altersbedingten Fettansammlung

Entzündungsreaktion | Energieversorgung & -verbrauch

Das Altern fördert eine Verschiebung der Populationen knochenansässiger mesenchymaler Stromazellen in Richtung eines pro-adipogenen Schicksals, was zur altersbedingten Fettansammlung im Knochenmark, zur Beeinträchtigung der regenerativen Nische und zu Knochenfunktionsstörungen beitragen könnte..

In Zusammenarbeit mit  Teilprojekt P14 und dem Zentralen Serviceprojekt C01

Team

Dr. Lisa-Marie Burkhardt (Postdoc)

The benefits of adipocyte metabolism in bone regeneration

@Heidi Scherm Fotografie
Dr. Marina Leer (Postdoc)

Computational Analysis of the Effects of Ageing and Diet on Stem Cell Function and Ectopic Fat Accumulation in the Musculoskeletal System

Charlotte Rinne (Doktorandin)

Impact of nutrient regulation on bone-resident progenitor cells, bone marrow adipogenesis and bone health

Mareen Schütze (Doktorandin)

Biochemical and functional characterisation of bone regenerative marrow adipose tissue

Publikationen


 

 

 

 

Gegründet durch die DFG (Projektnummer: 427826188)
Förderzeitraum 2021-2024