TRR 333:
Braunes und beiges Fett - Organinteraktionen, Signalwege und Energiehaushalt (BATenergy)
Fachliche Zuordnung
Medizin
Biologie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450149205
Die Energiehomöostase ist ein zentraler physiologischer Prozess. Überwiegt die Energie-Aufnahme im Vergleich zur Abgabe wird die überschüssige Energie im Fettgewebe gespeichert. Die krankhafte Zunahme des Fettgewebes wird als Fettleibigkeit oder Adipositas bezeichnet und hat mittlerweile pandemische Ausmaße erreicht: Es wird geschätzt, dass mittlerweile 2.8–3.5 Milliarden Menschen an Übergewicht und Fettleibigkeit leiden. Fettleibigkeit führt zu Typ 2 Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sowie einigen Krebsformen. Man unterscheidet zwei funktionell unterschiedliche Fettgewebe, braunes und weißes Fettgewebe. Im Gegensatz zu weißen sind braune Fettzellen darauf spezialisiert, Energie in Wärme umzusetzen. Zusätzlich zum klassischen braunen Fettgewebe, existieren im weißen Fettgewebe sogenannte beige Fettzellen. Die energieverbrauchenden braunen und beigen Fettzellen bilden zusammen das thermogene Fettgewebe, welches eine wichtige Rolle bei der systemischen Energiehomöostase spielt. Die Aktivität des humanen braunen Fettgewebes korreliert mit Normalgewicht und einem gesunden kardiometabolischen Profil. Das braune Fettgewebe wird durch adrenerge Signalwege des zentralen Nervensystems aktiviert. Allerdings ist die pharmakologische Aktivierung dieser Signalwege mit schwerwiegenden kardiovaskulären Nebenwirkungen verbunden. Kürzlich wurden alternative Botenstoffe zur Beeinflussung des thermogenen Fettgewebes beschrieben, die von anderen Stoffwechselorganen wie Leber, Muskel und Darm ausgesandt werden. Ebenso spielen Signalstoffe, die von anderen Fettgewebe-ansässigen Zellen wie Endothel- und Immunzellen freigesetzt werden, eine wichtige Rolle bei der Regulation des Energieverbrauchs. Die Komplexität wird weiter dadurch erhöht, dass braune und beige Fettzellen selbst Botenstoffe zur autokrinen Aktivierung freisetzen können. Hierdurch ergibt sich ein neues Bild von wechselseitiger Kommunikation thermogener Fettzellen mit anderen Zelltypen sowie von thermogenem Fettgewebe mit anderen metabolischen Organen. Dieser Forschungsverbund fokussiert auf Fragestellungen zur Regulation der Thermogenese, die 1) die Interorgan-Kommunikation zwischen Leber, Muskel, Darm und thermogenem Fettgewebe, 2) die Zell-Zell-Kommunikation im thermogenen Fettgewebe und 3) die intrazelluläre Kommunikation zwischen Organellen und Signalwegen adressieren. Zu diesem Zweck werden fortschrittliche Omics-Technologien, Zellkultursysteme muriner und humaner Fettzellen sowie neue transgene Mausmodelle verwendet, um einen umfassenden molekular-mechanistischen Einblick in die Regulation des thermogenen Energiestoffwechsels zu erhalten. Molekular-mechanistische in vivo Studien werden in präklinischen Modellen unter verschiedensten Bedingungen wie Umgebungstemperatur und Hochfettdiäten durchgeführt. Nach Identifizierung neuer regulatorischer Mechanismen sollen mittel- bis langfristig neue therapeutische Ansätze zur Behandlung metabolischer Erkrankungen etabliert und validiert werden.
DFG-Verfahren
Transregios
Laufende Projekte
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MGK - Modul Integriertes Graduiertenkolleg (iRTG/MGK)
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Fenske, Wiebke Kristin
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Klingenspor, Martin
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Worthmann, Anna
)
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P01 - Adipositas Chirurgie als Modellsystem zur Identifizierung von Mikrobiom-basierten Therapiestrategien zur Modulation der Thermogenese Aktivität
(Teilprojektleiterin
Fenske, Wiebke Kristin
)
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P02 - Intestinale Metaboliten und ihr Einfluss auf thermogene Reaktionen in braunem und weißem Fettgewebe
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Heeren, Jörg
;
Schwinge, Dorothee
)
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P03 - Endokrine Kommunikation zwischen Leber und weißem/braunen Fettgewebe bei Kälte- und Nahrungsexposition
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Georgiadi, Ph.D., Anastasia
;
Herzig, Stephan
)
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P04 - ExBat: Effekt von akuter, körperlicher Belastung und Training auf das menschliche, thermogene Fettgewebe & Aufklärung von Mechanismen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Soriano-Arroquia, Ph.D., Ana
;
Wackerhage, Henning
)
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P05 - Bedeutung der endothelialen Lipoprotein-Verarbeitung für die Plastizität und Funktion des thermogenen Fettgewebes
(Teilprojektleiter
Heeren, Jörg
)
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P06 - Interaktionen von Endothel und Adipozyten während der thermogenen Anpassung
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Pfeifer, Alexander
;
Wilhelm-Jüngling, Kerstin
)
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P07 - Regulation des Energie-Stoffwechsels im braunen Fettgewebe durch Lipid-Aufnahme und Lipid-Prozessierung in Fettgewebs-Makrophagen
(Teilprojektleiterinnen
Bosurgi, Ph.D., Lidia
;
Worthmann, Anna
)
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P08 - Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor-Repressor (AhRR)-abhängige Regulation des Fettstoffwechsels durch Immunzell/Adipozyten-Interaktionen
(Teilprojektleiterin
Förster, Irmgard
)
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P09 - Parakrine Fibroblasten-Wachstumsfaktoren als metabolische Botenstoffe zwischen Zellen des Fettgewebes
(Teilprojektleiter
Fromme, Tobias
)
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P10 - Regulation und Adaptation von GPCR/AC/cAMP-abhängigen Signalwegen im braunen und beigen Fettgewebe
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Pfeifer, Alexander
;
Wachten, Dagmar
)
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P11 - Purinerger Crosstalk in thermogenen Fettgewebe – Regulation der Adenosin Freisetzung durch ENT1
(Teilprojektleiter
Gnad, Thorsten
;
Pfeifer, Alexander
)
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P12 - Die Rolle von ACTH und Glukokortikoiden im Stoffwechsel von braunem Fettgewebe
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Li, Yongguo
;
Uhlenhaut, Nina Henriette
)
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P13 - Die Rolle der ChREBP-abhängigen de novo Lipogenese bei der Regulation der Thermogenese in braunem und weissen Fettgewebe
(Teilprojektleiter
Scheja, Ludger
)
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P14 - Die molekulare Rolle der mitochondrialen „unfolded protein response“ in weißem und braunem Fettgewebe für die Ganzkörper-Glukose Homöostase
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Klingenspor, Martin
;
Rath, Eva
)
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P15 - Einfluss der mitochondrialen Lipogenese auf die thermogene Funktion und intrazelluläre Kommunikation zwischen Organellen von braunen Adipozyten
(Teilprojektleiter
Schlein, Christian
)
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P16 - Proteomische Analyse der Dynamik und Kontakte der Zellorganellen in braunen Adipozyten
(Teilprojektleiterin
Krahmer, Natalie
)
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P17 - Die Rolle des Fettsäure/Triglycerid-Zyklus bei der Aufrechterhaltung mitochondrialer Integrität und zellulärer Gesundheit sowie sein Beitrag zur Thermogenese im Fettgewebe
(Teilprojektleiter
Klingenspor, Martin
)
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S01 - Computational Biology Unit
(Teilprojektleiter
Hasenauer, Jan
)
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S02 - Funktionelle Proteomik/Metabolomik/Lipidomic und Human Adipocyte Einheit
(Teilprojektleiter
Dyar, Ph.D., Kenneth A.
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Meissner, Felix
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Pfeifer, Alexander
)
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Z01 - Verwaltungsprojekt, Zentrale Aufgaben
(Teilprojektleiter
Pfeifer, Alexander
)