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Projekt
Mechanismen der Tfr1-vermittelten Eisenaufnahme im Knochen sowie des Einflusses von Eisen auf die Knochenzellenbioenergetik
Antragstellerin
Professorin Dr. Martina Rauner
Fachliche Zuordnung
Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436298031
Osteoblasten benötigen, wie andere Zellen auch, eine ausgewogene Menge an Eisen. Eisen ist einerseits für diverse Zellfunktionen wie DNA-Synthese, Proliferation und die zelluläre Atmung essentiell. Auf der anderen Seite hemmen hohe Konzentrationen an Eisen die Osteoblastenfunktion. Trotz dieser Erkenntnisse bleiben fundamentale Fragen zur Rolle von Eisen auf Osteoblasten unbeantwortet. So ist zum Beispiel unklar, welche spezifischen Funktionen der Osteoblasten durch Eisen reguliert werden. Ebenso ist unklar, welche Stoffwechselwege dafür verantwortlich sind und ob alle Differenzierungsstadien der Osteoblasten gleichermaßen auf Eisen reagieren. Es ist sogar ungeklärt, wie Eisen überhaupt in Osteoblasten aufgenommen wird. In diesem Projekt möchten wir diese grundlegenden Fragen klären. Aufgrund unserer Vorbefunde stellen wir die Hypothesen auf, dass der Transferrinrezeptor-1 (Tfr1) hauptsächlich für die Aufnahme von Eisen in Osteoblasten verantwortlich ist und dass hohe Eisenkonzentrationen die Proliferation der Osteoblasten auf Kosten der Differenzierung fördern. Die Rolle von Tfr1 in Osteoblasten soll durch die Analyse des Knochenphänotyps in Osteoblasten-spezifischen Tfr1-Knockout-Mäuse überprüft werden. Da Osteoklasten für den Knochenabbau essentiell sind und diese ebenfalls Tfr1 exprimieren, wird die Rolle von Tfr1 in Osteoklasten ebenfalls untersucht. Um den Einfluss von Eisen auf den zellulären Stoffwechsel von verschiedenen Reifestufen der Osteoblasten zu analysieren, werden wir eine RNA-Sequenzierung an einzelnen Osteoblastenstadien sowie Metabolom-Studien durchführen. Das metabolische Profil der spezifischen Osteoblastenstadien wird anschließend mit der Zellfunktion (z.B. Proliferation vs. Matrixproduktion vs. Matrixmineralisierung) verknüpft. Dieses Projekt wird daher die Rolle von Tfr1 im Knochen aufschlüsseln und detaillierte Einblicke auf den Einfluss von Eisen auf die Funktion von Osteoblasten-Subtypen und deren Stoffwechselwege liefern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
