Teilbereich 1: Altern von Stammzellen
Die Forschungsgruppen innerhalb des Teilbereichs 1 untersuchen die Ursachen und Folgen der Stammzellalterung. Die Forschungsarbeit erstreckt sich von Modellorganismen über genetische Mausmodelle bis hin zu Mausmodellen, die mit menschlichen Stammzellen angereichert sind.
Mit der Schließung von zwei Gruppen in 2016 ist die Stammzellforschung an Wirbellosen-Modellen im Teilbereich 1 reduziert. Das Institut geht davon aus, dass mit der Rekrutierung neuer Gruppen diese Lücke geschlossen warden kann.
Die Forschung ist durch vier Schwerpunkte definiert:
- Zellintrinsische Mechanismen, die die Funktion alternder Stamm- und Vorläuferzellen einschränken,
- Alternsbedingte Veränderungen der Stammzellnischen und des systemischen Umfelds,
- Mechanismen der klonalen Selektion und epigenetische Drifts bei der Stammzellalterung und
- Mikrobiota- und stoffwechselbedingte Beeinträchtigungen der Stammzellfunktion während des Alterns (im Zusammenhang mit dem neuen Schwerpunkt Mikrobiota und Altern, der ím Teilbereich 2 aufgebaut wird).
Forschungsfokus von Teilbereich 1.
a) Derzeit ist noch nicht vollständig bekannt, welche Mechanismen die Zellfunktionen im Alter beeinträchtigen. b) Der relative Einfluss von Nischenzellen und systemisch wirkenden Faktoren auf die Stammzellalterung müssen für verschiedene Gewebe noch erforscht werden. c) Die klonale Ausbreitung mutanter Zellen wird mit der Entstehung von Krankheiten im Alter in Verbindung gebracht. Mechanistisch ist der Prozess jedoch noch kaum verstanden. Die Veränderungen in der Farbintensität stehen für die klonale Dominanz von ursprünglichen Stamm- (grün) und Vorläuferzellen (grau). d) Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass alternsbedingte Veränderungen im Mikrobiom die Stammzellfunktion beeinflussen und vice versa.
Publikationen
(seit 2016)
2021
- Stimulation of Non-canonical NF-κB Through Lymphotoxin-β-Receptor Impairs Myogenic Differentiation and Regeneration of Skeletal Muscle.
Schmidt M, Weidemann A, Poser C, Bigot A, von Maltzahn J
Front Cell Dev Biol 2021, 9, 721543 - Extensive remodeling of the extracellular matrix during aging contributes to age-dependent impairments of muscle stem cell functionality.
Schüler SC, Kirkpatrick* JM, Schmidt* M, Santinha D, Koch P, Di Sanzo S, Cirri E, Hemberg M, Ori** A, von Maltzahn** J
Cell Rep 2021, 35(10), 109223 * equal contribution, ** co-senior authors - Correction: Dietary restriction improves repopulation but impairs lymphoid differentiation capacity of hematopoietic stem cells in early aging.
Tang D, Tao S, Chen Z, Koliesnik IO, Calmes PG, Hoerr V, Han B, Gebert N, Zörnig M, Löffler B, Morita Y, Rudolph KL
J Exp Med 2021, 218(1) - Immunoproteasome Function in Normal and Malignant Hematopoiesis.
Tubío-Santamaría N, Ebstein F, Heidel FH, Krüger E
Cells 2021, 10(7) - Chapter Nine - Regulation of muscle stem cell function
von Maltzahn J
In: Vitamins and Hormones, Hormones and Stem Cells (edited by Gerald Litwack) 2021, 16, 295-311, Elsevier, Amsterdam - Protein S-nitrosylation regulates proteostasis and viability of hematopoietic stem cell during regeneration.
Yi* W, Zhang* Y, Liu B, Zhou Y, Liao D, Qiao X, Gao D, Xie T, Yao Q, Zhang Y, Qiu Y, Huang G, Chen Z, Chen C, Ju Z
Cell Rep 2021, 34(13), 108922 * equal contribution
2020
- Decreased plasticity of aged hematopoietic stem and progenitor cells to adapt to nutrient availability
Amro E
Dissertation 2020, Jena, Germany - Distinct effects of ruxolitinib and interferon-alpha on murine JAK2V617F myeloproliferative neoplasm hematopoietic stem cell populations.
Austin RJ, Straube J, Bruedigam C, Pali G, Jacquelin S, Vu T, Green J, Gräsel J, Lansink L, Cooper L, Lee SJ, Chen NT, Lee CW, Haque A, Heidel FH, D'Andrea R, Hill GR, Mullally A, Milsom MD, Bywater M, Lane SW
Leukemia 2020, 34(4), 1075-89 - Fibrosis and Immune Cell Infiltration Are Separate Events Regulated by Cell-Specific Receptor Notch3 Expression.
Brandt S, Ballhause TM, Bernhardt A, Becker A, Salaru D, Le-Deffge HM, Fehr A, Fu Y, Philipsen L, Djudjaj S, Müller AJ, Kramann R, Ibrahim M, Geffers R, Siebel C, Isermann B, Heidel FH, Lindquist JA, Mertens PR
J Am Soc Nephrol 2020, 31(11), 2589-608 - Impaired metabolic stress responses in hematopoietic stem cell aging
Chen Y
Dissertation 2020, Jena, Germany
