AG Schulz

Zellen des angeborenen Immunsystems haben eine wichtige Bedeutung in Organen und Geweben des Körpers. Sie regulieren Organfunktionen und Homöostase, und sie tragen zur Geweberegeneration bei. Immunzellen sind jedoch auch entscheidend an entzündlichen Prozessen beteiligt, die den Gewebeumbau negativ beeinflussen und den Infarktschaden oder andere fibrotische Veränderungen fördern. Meine Arbeitsgruppe arbeitet umfassend an der Fragestellung, wie die Immunantwort myeloider Zellen moduliert werden muss, um entzündungsfördernde Prozesse zu begrenzen und Gewebeumbau und -regeneration positiv zu beeinflussen. Die zugrunde liegenden molekularen und pathophysiologischen Zusammenhänge sind bislang nur unzureichend verstanden.

Die Funktion der Immunzellen wird auf verschiedenen molekularen (z.B. Transkription, posttranskriptionelle Mechanismen) und zellulären (z.B. Immunorezeptoren) Ebenen reguliert. Diese Prozesse sind nur unzureichend Verstanden. Insbesondere ist unklar, welche Effekte regulatorische Moleküle auf die Funktion innater Immunzellen in kardiovaskulären Geweben haben und welche Wirkungen ihre Modulation auf Infarktgrösse und entzündliche Umbauprozesse hat. Neben der molekularen Regulation von Immunzellen durch lokale und systemische Signale spielt nach neuerem Kenntnisstand auch die entwicklungsgeschichtliche Herkunft der Immunzellen eine Rolle. So konnten wir und andere Arbeitsgruppen zeigen, dass Gewebemakrophagen zu wesentlichen Anteilen aus der frühembryonalen Entwicklung abstammen und dann in kardiovaskulären und anderen Geweben persistieren und sich unabhängig von hämatopoietischen Stammzellen erneuern. Diese Makrophagen haben ein unterschiedliches genetisches Programm zu Makrophagen, die aus dem Knochenmark abstammen. Daher führen wir differenzierte Untersuchungen mittels „lineage tracing“ und „fate mapping“-Analysen durch, die ergänzt durch bioinformatische Analysen die molekularen Regulation von Immunzellen in kardiovaskulären Geweben umfassend adressieren und letzlich zu neuen therapeutischen Strategien in entzündlichen Erkrankungen des Herz- und Kreislaufsystems führen.

Methoden:

Detaillierte Immunphänotypisierung in Mensch und Tier
Funktionelle Analyse myeloider Immunzellen, hämatopoietischer Vorläuferzellen und Thrombozyten
Translationale Krankheitsmodelle mit kardiovaskulärem Fokus in der Maus: Myokardinfarkt, Herzinsuffizienz, arterielle Hypertonie, Atherosklerose
Zeitlich- und örtlich kontrollierte Markierung (fate mapping, lineage tracing) und Depletion (lineage depletion) myeloider Immunzellen
Intravitale Mikroskopie entzündlicher Prozesse sowie der Immunzellentwicklung und -migration im Mausmodell
Analysen des Immunmetabolismus

Das Titelbild stammt aus 'Macrophage Regulation of Granulopoiesis and Neutrophil Functions.' (Aktuelle Publikationen Nr. 1).

Aktuelle Publikationen

Macrophage Regulation of Granulopoiesis and Neutrophil Functions. Schulz C, Petzold T, Ishikawa-Ankerhold H. Antioxid Redox Signal. 2021 Jul 20;35(3):182-191. doi: 10.1089/ars.2020.8203. Epub 2020 Dec 3.
The Aim2 inflammasome exacerbates atherosclerosis in clonal hematopoiesis. Fidler TP, Xue C, Yalcinkaya M, Hardaway B, Abramowicz S, Xiao T, Liu W, Thomas DG, Hajebrahimi MA, Pircher J, Silvestre-Roig C, Kotini A, Luchsinger LL, Wei Y, Westerterp M, Snoeck HW, Papapetrou E, Schulz C, Massberg S, Soehnlein O, Ebert B, Levine RL, Reilly MP, Libby P, Wang N, Tall AR. Nature. 2021 Apr;592(7853):296-301.
MiR-21-dependent macrophage-to-fibroblast signaling determines the cardiac response to pressure overload. Ramanujam D, Schön AP, Beck C, Felician G, Dueck A, Esfandyari D, Meister G, Meitinger T, Schulz C, Engelhardt S. Circulation. 2021 Apr 13;143(15):1513-1525.
TAMEP are brain tumor parenchymal cells controlling neoplastic angiogenesis and progression. Kälin RE, Cai L, Li Y, Zhao D, Zhang H, Cheng J, Zhang W, Wu Y, Eisenhut K, Janssen P, Schmitt L, Enard W, Michels F, Flüh C, Hou M, Kirchleitner SV, Siller S, Schiemann M, Andrä I, Montanez E, Giachino C, Taylor V, Synowitz M, Tonn JC, von Baumgarten L, Schulz C, Hellmann I, Glass R. Cell Systems. 2021 Feb 9:S2405-4712(21)00036-3.
Age-dependent environmental signals rather than layered ontogeny imprint the function of type 2 conventional dendritic cells Papaioannou NE, Salei N, Rambichler S, Ravi K, Popovic J, Küntzel V, Lehmann CHK, Fiancette R, Salvermoser J, Gajdasik DW, Mettler R, Messerer D, Carrelha J, Ohnmacht C, Haller D, Straub T, Jacobsen SEW, Schulz C, Withers DR, Schotta G, Dudziak D, Schraml BU. Nat Commun. 2021 Jan 19;12(1):464.
Co-option of neutrophil fates by tissue environments. Ballesteros I, Rubio-Ponce A, Genua M, Lusito E, Kwok I, Fernández-Calvo G, Khoyratty TE, van Grinsven E, González-Hernández S, Nicolás-Ávila JA, Vicanolo T, Maccataio A, Benguría A, Li JL, Adrover JM, Aroca-Crevillen A, Quintana JA, Martín-Salamanca S, Mayo F, Ascher S, Barbiera G, Soehnlein O, Gunzer M, Ginhoux F, Sánchez-Cabo F, Nistal-Villán E, Schulz C, Dopazo A, Reinhardt C, Udalova IA, Ng LG, Ostuni R, Hidalgo A. Cell. 2020 Oct 20;S0092-8674(20)31309-X.

Schlüsselpublikationen

Ontogeny of arterial macrophages defines their functions in homeostasis and inflammation. Weinberger T, Esfandyari D, Messerer D, Percin G, Schleifer C, Thaler R, Liu L, Stremmel C, Schneider V, Vagnozzi RJ, Schwanenkamp J, Fischer M, Busch K, Klapproth K, Ishikawa-Ankerhold H, Klösges L, Titova A, Molkentin JD, Kobayashi Y, Engelhardt S, Massberg S, Waskow C, Gomez-Perdiguero E, Schulz C. Nat Commun. 2020 Sep 11;11(1):4549. doi: 10.1038/s41467-020-18287-x.
Cathelicidins prime platelets to mediate arterial thrombosis and tissue inflammation. Pircher J, Czermak T, Ehrlich A, Eberle C, Gaitzsch E, Margraf A, Grommes J, Saha P, Titova A, Ishikawa-Ankerhold H, Stark K, Petzold T, Stocker T, Weckbach LT, Novotny J, Sperandio M, Nieswandt B, Smith A, Mannell H, Walzog B, Horst D, Soehnlein O, Massberg S, Schulz C. Nat Commun. 2018 Apr 18;9(1):1523.
Yolk sac macrophage progenitors traffic to the embryo during defined stages of development. Stremmel C, Schuchert R, Wagner F, Thaler R, Weinberger T, Pick R, Mass E, Ishikawa-Ankerhold HC, Margraf A, Hutter S, Vagnozzi R, Klapproth S, Frampton J, Yona S, Scheiermann C, Molkentin JD, Jeschke U, Moser M, Sperandio M, Massberg S, Geissmann F, Schulz C. Nat Commun. 2018 Jan 8;9(1):75.
Fetal liver hematopoiesis and adult tissue-resident macrophages originate from yolk sac-derived erythro-myeloid progenitors. Perdiguero GE*, Klapproth K*, Schulz C, Busch K, Azzoni E, Crozet L, Garner H, Trouillet C, De Bruijn MF, Geissmann F, Rodewald HR. Nature. 2015 Feb 26;518(7540):547-51.
A lineage of myeloid cells independent of Myb and hematopoietic stem cells. Schulz C*, Gomez Perdiguero E*, Chorro L, Szabo-Rogers H, Cagnard N, Kierdorf K, Prinz M, Wu B, Jacobsen SE, Pollard JW, Frampton JF, Liu KJ, Geissmann F. Science. 2012; 336(6077):86-90.