Schutz von Betazellen vor dem Zelltod / Erreichen einer normalen Insulinsekretion durch Langerhans-Inseln
Das Überleben von Betazellen in Langerhans-Inseln sowie die angemessene Insulinsekretion und -produktion von Betazellen sind wichtige Voraussetzungen, um einen Typ-2 Diabetes zu verhindern. Bei diesem Diabetes kommt es nämlich zunächst in Folge von Übergewicht und Insulinresistenz zu einer veränderten Insulinsekretion und im weiteren Verlauf der Erkrankung zu einem Absterben der Betazellen. Defekte der Insulinsekretion und reduziertes Überleben von Betazellen werden dafür verantwortlich gemacht, dass der Typ-2 Diabetes entsteht und sich mit der Zeit verschlechtert. Nicht selten sind nach einigen Jahren der Erkrankung Insulin-Injektionen erforderlich, um gewissermaßen die defekten Betazellen funktionell zu ersetzen. Durch letztere Injektionen sollen die Blutglucose-Konzentrationen gut eingestellt werden, um das Auftreten von diabetischen Langzeitkomplikationen zu verringern und zu verlangsamen.
Der Schutz von Betazellen vor dem Zelltod sowie eine normale Insulinsekretion durch Langerhans-Inseln stehen im Fokus dieser Forschergruppe. Neben den Betazellen werden auch Endothelzellen untersucht, welche Blutgefäße ausbilden und deren Verhalten während vieler diabetischer Langzeitkomplikationen pathologisch verändert ist.
Die Arbeitsgruppe führt u.a. funktionelle Studien an N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptoren (NMDARs) durch, welche sowohl die Insulinsekretion als auch das Überleben der Betazellen beeinflussen. Auch sind NMDARs gute Zielstrukturen für die Entwicklung neuer Medikamente. Des Weiteren beschäftigt sich die Gruppe mit den Signalwegen vaskulärer Endothelzellen der Langerhans-Inseln, der Leber sowie des Herzens. Ein übergeordnetes Ziel ist es, die molekularen Mechanismen besser zu verstehen, die das Überleben der Betazellen sowie ihre adäquate Insulinsekretion bei Übergewicht und Insulinresistenz sicherstellen. Auch werden Integrin-basierte Mechanismen in Endothelzellen der Leber und des Herzens analysiert, um die Entstehung von kardiovaskulären Langzeitkomplikationen des Diabetes besser zu verstehen und günstig beeinflussen zu können.
Team
Ausgewählte Publikationen
- Scholz O, Huß E, Otter S, Herebian D, Hamacher A, Levy LM, Hristeva S, Sanz M, Ajani H, Puentes AR, Hoffmann T, Hogeback J, Unger A, Terheyden S, Reina do Fundo M, Dewidar B, Roden M, Lammert E 2023. Protection of pancreatic islets from oxidative cell death by a peripherally-active morphinan with increased drug safety. Mol Metab. 75. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2023.101775
- Pelligra A, Mrugala J, Griess K, Kirschner P, Nortmann O, Bartosinska B, Köster A, Krupenko NI, Gebel D, Westhoff P, Steckel B, Eberhard D, Herebian D, Belgardt B-F, Schrader J, Weber APM, Krupenko SA, Lammert E 2023. Pancreatic islet protection at the expense of secretory function involves serine-linked mitochondrial one-carbon metabolism. Cell Rep. 42. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112703
- Henning C, Branopolski A, Follert P, Lewandowska O, Ayhan A, Benkhoff M, Flögel U, Kelm M, Heiss C, Lammert E 2021. Endothelial β1 integrin-mediated adaptation to myocardial ischemia. Thromb Haemostasis. 121: 741-754. https://doi.org/10.1055/s-0040-1721505
- Scholz O, Otter S, Welters A, Wörmeyer L, Dolenšek J, Klemen MS, Pohorec V, Eberhard D, Mrugala J, Hamacher A, Koch A, Sanz M, Hoffmann T, Hogeback J, Herebian D, Klöcker N, Piechot A, Mayatepek E, Meissner T, Stožer A, Lammert E 2021. Peripherally active dextromethorphan derivatives lower blood glucose levels by targeting pancreatic islets. Cell Chem Biol. 28: 1474-1488.e7. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2021.05.011
- Urner S, Planas-Paz L, Hilger LS, Henning C, Branopolski A, Kelly-Goss M, Stanczuk L, Pitter B, Montanez E, Peirce SM, Mäkinen T, Lammert E 2019. Identification of ILK as a critical regulator of VEGFR3 signalling and lymphatic vascular growth. EMBO J. 38. https://doi.org/10.15252/embj.201899322
- Lorenz L, Axnick J, Buschmann T, Henning C, Urner S, Fang S, Nurmi H, Eichhorst N, Holtmeier R, Bódis K, Hwang J-H, Müssig K, Eberhard D, Stypmann J, Kuss O, Roden M, Alitalo K, Häussinger D, Lammert E 2018. Mechanosensing by β1 integrin induces angiocrine signals for liver growth and survival. Nature. 562: 128-132. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0522-3
- Kragl M, Schubert R, Haiko K, Otter S, Bartosinska B, Jeruschke K, Weiß J, Chen C, Alsteens D, Kuss O, Speier S, Eberhard D, Müller DJ, Lammert E 2016. The biomechanical properties of an epithelial tissue determine the location of its vasculature. Nat Commun. 7. https://doi.org/10.1038/ncomms13560
- Marquard J, Otter S, Welters A, Stirban A, Fischer A, Eglinger J, Herebian D, Kletke O, Klemen MS, Stožer A, Wnendt S, Piemonti L, Köhler M, Ferrer J, Thorens B, Schliess F, Rupnik MS, Heise T, Berggren P-O, Klöcker N, Meissner T, Mayatepek E, Eberhard D, Kragl M, Lammert E 2015. Characterization of pancreatic NMDA receptors as possible drug targets for diabetes treatment. Nat Med. 21: 363-72. https://doi.org/10.1038/nm.3822
- Konstantinova I, Nikolova G, Ohara-Imaizumi M, Meda P, Kucera T, Zarbalis K, Wurst W, Nagamatsu S, Lammert E 2007. EphA-Ephrin-A-mediated beta cell communication regulates insulin secretion from pancreatic islets. Cell. 129: 359-70. https://doi.org/10.1016/j.cell.2007.02.044
- Lammert E, Cleaver O, Melton D 2001. Induction of pancreatic differentiation by signals from blood vessels. Science (New York, N.Y.). 294: 564-7. https://doi.org/10.1126/science.1064344
Projektförderungen
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
- Europäischer Fonds für regionale Entwicklung NRW (EFRE.NRW)
- Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
- European Research Council (ERC)
- Deutsche Diabetes-Gesellschaft (DDG)
- Fritz-Thyssen Stiftung
Lehrtätigkeiten an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
- Stoffwechselphysiologie Vorlesung (E. Lammert)
- BIO220 Tierphysiologie Praktikum (E. Lammert & C. Rose)
- V-Modul 434 Zellbiologie und Physiologie (E. Lammert)
- M-Modul 4415 Molekulare Medizin der inneren Organe (E. Lammert, B.-F. Belgardt, S. Otter)
- M-Seminar Molekulare Medizin der inneren Organe (E. Lammert)