Metabolismus und Stammzellplastizität

DKFZ-Juniorgruppe Metabolismus und Stammzellplastizität

Dr. Alexandros Vegiopoulos

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Der Schwerpunkt unserer Arbeit liegt darin, zu verstehen, wie Stammzellen durch den Stoffwechsel des Organismus gesteuert werden. Wir konzentrieren uns auf mesenchymale Stamm-/Stromazellen (MSCs) des Fettgewebes. Dabei handelt es sich um zum Teil mit Blutgefäßen assoziierte, unreife Zellen, die zu Gewebe-Umwandlungen beitragen, indem sie zu verschiedenen Zelltypen werden, einschließlich neuer Fettzellen. Insbesondere gilt unser Interesse der Rolle von MSCs beim frühen ernährungsbedingten Wachstum des Fettgewebes im Zusammenhang mit der Entstehung der Adipositas im Kindesalter und der Programmierung von späteren Stoffwechselerkrankungen. Zusätzlich untersuchen wir den kälteinduzierten Differenzierungsweg von MSCs zu oxidativen braunen Adipozyten und deren vor Stoffwechselerkrankungen schützende Eigenschaften.

Die molekularen Schaltstellen, die Informationen über den systemischen Stoffwechselstatus an die MSCs weiterleiten und somit deren Reaktionen kontrollieren, sind weitgehend unbekannt. Unser Ziel ist es, neuartige Stoffwechsel- und Signalleitungsnetzwerke in MSCs zu identifizieren, welche die Zellaktivierung und -proliferation, sowie die Programmierung der Zelldifferenzierung im Kontext von stoffwechselrelevanten Umwelteinflüssen steuern. In diesem Zusammenhang haben wir vor kurzem eine Schlüsselrolle von Prostaglandinen bei der Signalleitung und Differenzierung von fettverbrennenden braunen Adipozyten aus MSCs beschrieben.

Unsere zukünftigen Aktivitäten zielen auf drei Hauptaspekte:

  • Aufklärung der Prozesse, durch die die Mikroumgebung in Abhängigkeit vom systemischen Stoffwechselstatus die MSC-Proliferation und das Wachstum des Fettgewebes im Kindesalter steuert.
  • Bestimmung der Langzeit-Konsequenzen von frühen MSC-Reaktionen für die Regulation des Körpergewichts und das Risiko der Entstehung chronischer Erkrankungen.
  • Identifikation von Signalleitungswegen, die für die Programmierung der MSC-Differenzierung verantwortlich sind, insbesondere für die Ausprägung von günstigen oxidativen Eigenschaften.
Unser Ansatz basiert auf drei Säulen: (A) Mausmodellen für stoffwechselrelevante Umwelteinflüsse, (B) primären MSC-Zellkulturen unter Nachahmung der physiologischen Nische, und (C) patientenspezifischen humanen MSCs, jeweils in Verbindung mit der Manipulation von molekularen Targets.

Die durch unsere Arbeit gewonnene Erkenntnis soll zum Fortschritt bei der Prävention und Behandlung von Adipositas im Kindesalter und den damit verbundenen chronischen Stoffwechselerkrankungen beitragen. Zudem erwarten wir, Rückschlüsse über allgemeingültige Zusammenhänge zwischen Gesamtkörperstoffwechsel und Zellwachstum, die der Rolle von Adipositas als Risikofaktor bei der Krebsentstehung zugrunde liegen könnten, ziehen zu können.

Kontakt

Dr. Alexandros Vegiopoulos
Metabolismus und Stammzellplastizität (A171)
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Tel: +49 (0)6221-423585

Ausgewählte Publikationen

  • Babaei R, Schuster M, Meln I, Lerch S, Ghandour RA, Pisani DF, Bayindir-Buchhalter I, Marx J, Wu S, Schoiswohl G, Billeter AT, Krunic D, Mauer J, Lee YH, Granneman JG, Fischer L, Müller-Stich BP, Amri EZ, Kershaw EE, Heikenwälder M, Herzig S, Vegiopoulos A. (2017). Jak-TGF? cross-talk links transient adipose tissue inflammation to beige adipogenesis. Science Signaling 11(527), eaai7838.
  • Vegiopoulos A, Rohm M, Herzig S. (2017). Adipose tissue: between the extremes. EMBO J 36(14), 1999-2017.
  • Bayindir-Buchhalter, I., Wolff, G., Lerch, S., Schuster, M., Sijmonsma, T.P., Gronych, J., Bileter, A., Babaei, R., Krunic, D., Ketscher, L., Ruas, J.L., Müller-Stich, B.P., Heikenwälder, M., Lichter, P., Herzig, S., Vegiopoulos, A. (2018) Cited4 is a sex-biased regulator of the antidiabetic glitazone response in adipocyte progenitors. EMBO Molecular Medicine pii: e8613. [Epub ahead of print]
  • Wolff, G., Taranko, A.E., Meln, I., Weinmann, J.,, Sijmonsma, T., Lerch, S., Heide, D., Billeter, A.T., Tews, D., Krunic, D., Fischer-Posovszky, P., Müller-Stich, B.P., Herzig, S., Grimm, D., Heikenwälder, M., Kao, W.W., Vegiopoulos, A. (2018) Diet-dependent function of the extracellular matrix proteoglycan Lumican in obesity and glucose homeostasis. Molecular Metabolism, 10.1016/j.molmet.2018.10.007.
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