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Projekt
Die Verbindung zwischen dem Darmmikrobiom und den Immunzellen im Hoden: Implikationen für Hodenerkrankungen
Antragsteller
Dr. Sudhanshu Bhushan; Professor Dr. Christoph Ralf Reinhardt
Fachliche Zuordnung
Reproduktionsmedizin, Urologie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515636567
Die Darmmikrobiota könnte einer der Faktoren sein, der die männliche Fruchtbarkeit beeinflusst. Testikuläre Makrophagen (TM) sind die prädominierenden Immunzellen des Hodens und es wurde kürzlich nachgewiesen, dass TM sowohl an der pathologischen Entstehung sowie der Auflösung von Entzündungen beteiligt sind. Da testikuläre Entzündungsprozesse ein Hauptgrund für männliche Unfruchtbarkeit sind, wird dieses Projekt untersuchen wie die Darmmikrobiota in Abhängigkeit von fettreicher Diät den Phänotyp von TM in verschiedenen Populationen und Nischen beeinflusst. Unsere Vorergebnisse zeigen eine signifikante Reduktion der TM-Dichte in den Hoden keimfreier Mäuse im Vergleich zu konventionell-aufgewachsenen SPF Mäusen. Auch die Depletion der Mikrobiota mittels Antibiotika führte zu einer proportionalen Verminderung der TM. Interessanterweise reduzierte die Fütterung von fettreicher Diät, welche zu einer Dysbiose führt, den Anteil an TM im Vergleich zur Kontrolldiät. Mittels keimfreier Mausisolatortechnologie (Gnotobiotik) können wir die Mikrobiom-abhängigen von den Diät-abhängigen Effekten auf die TM Populationen unterscheiden und deren Wirkung auf die männliche Fruchtbarkeit erforschen. Um zu untersuchen, wie das Darmmikrobiom die Differenzierung von TM beeinflusst, werden wir die TM in keimfreien und SPF-Mäusen während der Embryonalentwicklung, dem Übergang von flüssiger zu fester Nahrung, und während dem Erwachsenenalter analysieren und Veränderungen in der Genexpression und der epigenetischen Genregulation mittels RNAseq und ATAC-seq von FACS-gesorteten TM charakterisieren. Da männliche Unfruchtbarkeit mit Fettleibigkeit in Verbindung steht, werden die Effekte fettreicher Diät auf den TM Phänotyp keimfreier und SPF-Mäuse untersucht. Um nachzuvollziehen, wie das Mikrobiom verschiedene TM Populationen beeinflusst, werden scRNA-seq Analysen, hochdimensionale Durchflusszytometrie und CO-detection by indEXing (CODEX) multiplex imaging Techniken eingesetzt. Zusätzlich wird das Projekt durch CODEX-Analysen Zell-Zell-Interaktionen und die räumliche Lokalisierung von Immunzellen im Hoden charakterisieren und deren Abhängigkeit vom Darmmikrobiom erforschen. Die Dynamik der identifizierten TM -Phänotypen wird an Hand von Antibiotika-abhängiger Depletion der Mikrobiota nachvollzogen. Um die Beteiligung der Mikrobiota an entzündlichen Erkrankungen des Hodens zu erforschen, wird ein Mausmodell der testikulären Antigen-induzierten experimentellen Autoimmunorchitis (EAEO) unter gnotobiotischen Bedingungen eingesetzt. Auf diese Weise wird das Projekt, durch Experimente mit keimfreien Mausmodellen zu neuen Erkenntnissen führen, welche erklären, wie das Darmmikrobiom in Abhängigkeit von der Diät TM Populationen und Funktionen beeinflussen kann und wie das Darmmikrobiom so zur männlichen Unfruchtbarkeit beiträgt.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
