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Projekt
HyperBone. Stoffwechselinteraktionen zwischen Muskeln und Knochen sowie Adipozyten des Knochenmarks
Antragstellerin
Professorin Hanna Taipaleenmäki, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536691227
Skelettmuskeln und Knochen unterliegen einer gemeinsamen Regulation durch Myokine und Osteokine. Zusätzlich deuten Hinweise darauf hin, dass Muskeln, Knochen und Knochenmarkadipozyten auch auf metabolischer Ebene interagieren. Zum Beispiel wird Immobilisierung oder glucocorticoidinduzierter Muskelschwund mit einem Verlust an Knochenmasse und -stärke assoziiert, während Testosteron Muskelwachstum fördert und die Knochenmasse erhöht. Im Gegensatz dazu ist der Fettgehalt im Knochenmark häufig erhöht bei Zuständen von Muskel- und Knochenmasseverlust und reduziert bei Muskelhypertrophie. Diese klinischen Befunde unterstützen die Annahme, dass ein bisher wenig erforschtes metabolisches Regulierungsnetzwerk zwischen diesen Geweben existiert, das bei Stoffwechselerkrankungen des muskuloskelettalen Systems wie Sarkopenie oder Osteoporose eine Rolle spielen könnte. Die Stoffwechselinteraktion und der Metabolitenaustausch zwischen Muskeln, Knochen und Knochenmarkadipozyten sind bisher nur unzureichend untersucht. Im Projekt schlagen wir daher vor, mittels moderner Methoden der Stoffwechselforschung metabolische Interaktionen zwischen Muskeln, Knochen und Knochenmarkadipozyten zu untersuchen. Die zentrale Hypothese dieses Projekts ist, dass ein metabolischer Austausch zwischen Muskeln und Knochen besteht und dass der hohe bioenergetische Bedarf des muskuloskelettalen Systems den systemischen Stoffwechsel beeinflusst. Unter Verwendung von Maus- und Schweinemodellen für Muskelaufbau und -schwund, Co-Kultur-Systemen, räumlicher Metabolomik und Flussanalysen zielen wir darauf ab, I) die Auswirkungen von Muskelhypertrophie und -schwund auf den Stoffwechsel von Knochen und Knochenmarkadipozyten in einer räumlich aufgelösten Weise zu untersuchen, II) zu bestimmen, wie die Aufnahme von Metaboliten, die für den globalen Muskelaufbau erforderlich ist, und die Freisetzung von Metaboliten während des Muskelschwunds den Fluss von Metaboliten in Knochen und Knochenmarkfettgewebe beeinflusst, und III) regulatorische Mechanismen zu identifizieren, die den metabolischen Austausch zwischen Muskeln, Knochen und Knochenmarkadipozyten beeinflussen. Ziel ist es, anhand dieses Projekts metabolische Mechanismen aufzudecken, die der Muskel-Knochen-Interaktion zugrunde liegen, sowie Veränderungen im Knochenmarkfettgewebe bei Zuständen von Muskelaufbau und -schwund aufzuzeigen. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen neue pharmakologische Interventionsmöglichkeiten identifiziert werden, um den Muskelaufbau zu fördern und Stoffwechselerkrankungen des Knochens wie z.B. die Osteoporose zu behandeln.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
