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Alternsinduzierte Hemmung der Regeneration und Gewebshomöostase (Akronym: RegenerAging)

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Image: Consequences of DNA damage on clonal selection in tissue stem cells during ageing.
Nat Cell Biol. 2014 Mar;16(3):201-7. doi: 10.1038/ncb2928.

 

Erleichtert durch den Zusammenschluss wurde unter den Mitgliedern des ZAJ das Forschungsvorhaben "RegenerAging" entwickelt. Es ist eine enge Kooperation des Leibniz-Instituts für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) mit dem Universitätsklinikum Jena (UKJ), mit den Fakultäten für Medizin, für Biologie/Pharmazie und für Mathematik/Informatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) sowie mit den Mikroskopentwicklern bei ZEISS in Jena. Das Projekt wird im Rahmen der ProExzellenz-Initiative 2 des Freistaates Thüringen für den Zeitraum 2015-19 mit 3,9 Millionen Euro gefördert.

Klinische und experimentelle Daten zeigen, dass es im Rahmen der Alternsprozesses zu einem Nachlassen der Regenerationsfähigkeit und der Gewebshomöostase kommt. Molekulare Mechanismen, welche die Funktion von Stammzellen und differenzierten Zellen im Rahmen der Regeneration und Homöostase während des Alterns hemmen, sind heutzutage nur unvollständig verstanden. Es gibt zunehmend Hinweise, dass alternsabhängige Veränderungen in zellulären Signalen, welche die Teilungsfähigkeit von differenzierten Zellen aber auch den Selbsterhalt und die Funktion von Stammzellen regulieren (z.B. Notch, Wnt, CEBP-alpha) zur Abnahme der Regenerationsfähigkeit von Geweben im Alter beitragen. Die alternsassoziierte Akkumulation molekularer Schäden (z.B. an DNA und Proteinen) ist ein weiterer Mechanismus, der die Funktion von Stammzellen und differenzierten Zellen in der Regeneration und Gewebshomöostase hemmt. Verschiedene zelluläre Mechanismen, z.B. Seneszenz, Apoptose oder Autophagie, wirken der Akkumulation von molekularen Schäden entgegen. Es ist aber weitgehend unklar, warum diese Mechanismen während des Alterns versagen. Zusätzlich zu diesen zellintrinsischen Prozessen gibt es Hinweise, dass Altern auch Veränderungen in der Zellumgebung induziert. Diese zellextrinsischen Veränderungen tragen zu einer Hemmung von zellulären Funktionen in der Regeneration und Homöostase bei. Hierbei spielt die Verminderung von Immunfunktionen, die vermehrte Aktivität von pro-inflammatorischen Signalen, die Induktion epigenetischer Veränderungen, sowie die klonale Selektion von Stammzellen eine wichtige Rolle.

Zusammengenommen führen Imbalancen in pro-regenerativen Signalen und der Entfernung von molekular geschädigten Zellen zu einer alternsabhängigen Verminderung der Regeneration und Gewebshomöostase. Die funktionelle Analyse der zugrundeliegenden molekularen Ursachen dieser alternsabhängigen Veränderungen steht im Hauptfokus der hier im Rahmen der ProExzellenz Initiative 2 des Freistaates Thüringen geförderten Untersuchungen.

Dabei konzentriert sich die Forschung auf folgende Hauptgebiete der alternsinduzierten Veränderungen:

- Epigenetik des Alterns
- Stammzellalterung
- Immunologie des Alterns


RegenerAging wird den bestehenden Schwerpunkt in der Alternsforschung in thematischen Kerngebieten durch die

- Einrichtung von 3 W2-Forschergruppen,
- Finanzierung von 6 PhD-Projekten,
- und die Entwicklung eines hochauflösenden Mikroskops

komplementieren.