Ein systemischer Ansatz zur Charakterisierung von Vitamin D: Ausdehnung der massenspektrometrischen Analytik auf Gewebe, als Ergänzung zu Serum-Vitamin D

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Caroline Stokes, Ph.D.; Professor Dr. Dietrich Volmer
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584513840

Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsantrags besteht darin, das Verständnis von Vitamin D-Stoffwechselprozessen in Serum, Fett- und Lebergewebe zu vertiefen. Zu diesem Zweck wird ein neuartiger systemischer Ansatz verfolgt, der die Messung von Vitamin D in mehreren Geweben umfasst. Der genaue Verbleib von Vitamin D im menschlichen Körper ist nach wie vor weitgehend unbekannt, da in erster Linie nur der Statusmarker, 25-Hydroxyvitamin D im Blut gemessen wird. Allerdings wurden Fettgewebe und Leber als Vitamin-D-Speicher identifiziert. Zudem könnte die Leber eine kurzfristige Speicherstätte und Mobilisierungsmedium darstellen, während das Fettgewebe für die längerfristige Speicherung verantwortlich ist. Leider sind die existierenden Analysemethoden zur Bestimmung von Vitamin-D-Metaboliten in Weichteilgeweben (insbesondere die Massenspektrometrie) noch nicht so ausgereift wie die für Blut verwendeten Verfahren. In diesem Projekt wird die Flüssigchromatographie/Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) für die Analyse von Vitamin D in menschlichem Weichteilgewebe weiterentwickelt. Ziel ist es, das Vitamin-D-Metabolom – das Spektrum und die Konzentration aller relevanten Vitamin-D-Metaboliten – über mehrere korrespondierende Gewebe hinweg zu kartieren, darunter Serum-, Fett- und Lebergewebe. Durch die Integration der Metabolitenprofilierung mit Messungen der zugehörigen Enzyme, die den Vitamin-D-Stoffwechsel regulieren, sowie des Vitamin-D-Rezeptors und des Vitamin-D-Bindungsproteins werden wir gewebespezifische metabolische (Dys-)Regulationen und die Mechanismen charakterisieren, die einer funktionellen Vitamin-D-Defizienz bei Adipositas und Lebererkrankungen zugrunde liegen. Ziel ist es, neue Biomarker klinischer Erkrankungen zu identifizieren und den lokalen Vitamin-D-Stoffwechsel in Geweben des menschlichen Körpers aus einer systemischen Perspektive zu verstehen. Immer mehr Erwachsene und Kinder leiden an Komorbiditäten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs oder Lebererkrankungen, die mit einer Vermehrung des Fettgewebes einhergehen. Die Quantifizierung mehrerer Vitamin-D-Metaboliten kann daher einen besseren Einblick in die biologischen und systemischen Funktionen von Vitamin D geben, einschließlich derer, die über seine bekannten Funktionen für die Knochengesundheit hinausgehen, d. h. das pleiotrope Profil. Schließlich unterstreicht das Projekt die Bedeutung der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Ernährungswissenschaftlern, analytischen Chemikern, Medizinern und Lebensmittelwissenschaftlern, um völlig neue Erkenntnisse zu erzielen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen