Studie zeigt: Gefäßzelle ist nicht gleich Gefäßzelle, vielmehr sind sie hochspezialisiert und passen sich gezielt an die Anforderungen ihres jeweiligen Gewebes an
Die innerste Schicht unserer Blutgefäße besteht aus sogenannten Endothelzellen. Diese Zellen spielen eine zentrale Rolle für unseren Körper: Sie steuern, wie gut Gewebe mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt wird. Gleichzeitig reagieren sie auf die Bedürfnisse des Gewebes und passen das Gefäßnetzwerk entsprechend an – etwa indem neue Blutgefäße gebildet werden. Besonders wichtig ist das im Fettgewebe: Bei Übergewicht ist das Gefäßnetzwerk im Fett oft weniger dicht, wodurch das Gewebe schlechter mit Sauerstoff versorgt wird. Diese Veränderungen sind Teil einer Abwärtsspirale, die weitere Folgeerkrankungen von Übergewicht bedingt. Bonner Forschende nahmen jetzt Endothelzellen unter die Lupe. Erstautorin Tabea Elschner und Letztautorin Prof. Kerstin Wilhelm-Jüngling vom Institut für Neurovaskuläre Zellbiologie am UKB sprechen im Interview über die Ergebnisse der Studie.
UKBmittendrin: Was war Ihre Motivation, sich die innerste Schicht der Blutgefäße im Fettgewebe näher anzuschauen?
Prof. K. Wilhelm-Jüngling: Obwohl Endothelzellen wahrscheinlich zur Funktion des Fettgewebes beitragen, wurde ihre Charakterisierung bislang durch technische Einschränkungen bei der Isolierung und Kultivierung behindert. In unserer Studie haben wir ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich Endothelzellen gezielt aus verschiedenen Fettgeweben isolieren lassen. Dabei haben wir zwei Arten von Fett untersucht: das weiße Fettgewebe, das vor allem überschüssige Energie speichert und Hormone produziert, und das braune Fettgewebe, das für die Wärmeerzeugung zuständig ist und mit einem geringeren Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung steht.
UKBmittendrin: Was haben Sie herausgefunden?
T. Elschner: Unsere Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede: Endothelzellen im braunen Fett sind stark spezialisiert und unterscheiden sich klar von denen im weißen Fett. Diese Spezialisierung konnten wir nicht nur in Mäusen, sondern teilweise auch im Menschen nachweisen. Zudem haben wir Gene identifiziert, die wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei dieser Spezialisierung spielen.
UKBmittendrin: Hat Sie etwas überrascht?
Prof. K. Wilhelm-Jüngling: Besonders interessant ist, wie sich die Endothelzellen aus braunem Fett unter bestimmten Bedingungen verhalten. Wenn braunes Fett durch Kälte oder bestimmte Nervensignale aktiviert wird, verändern sich wichtige Gene in den Gefäßzellen deutlich. Drei der Gene, bei denen wir eine Rolle in der braunen Fett-Spezialisierung identifiziert haben, waren durch Kälte reguliert. Diese Gene steuern die Zellteilung. Das deutet darauf hin, dass die Teilung der Endothelzellen in diesem Gewebe sehr genau kontrolliert werden muss.
Von braunem Fett zu weißem Fett
UKBmittendrin: Ein weiterer Schwerpunkt ihrer Arbeit war die Frage, ob sich diese Prozesse auch im Labor untersuchen lassen?
T. Elschner: Ja, dafür haben wir Endothelzellen aus Fettgewebe isoliert und in Zellkultur vermehrt. Dabei zeigte sich, dass die ursprünglich hochspezialisierten Endothelzellen aus braunem Fett in der künstlichen Umgebung ihre besonderen Eigenschaften verlieren und zunehmend den Endothelzellen aus weißem Fettgewebe ähneln. Offenbar führt die verstärkte Zellteilung der Endothelzellen aus braunem Fett dazu, dass die Spezialisierung verloren geht – ein Hinweis darauf, dass sich Zellen entweder stark spezialisieren oder sich aktiv teilen können, aber nur schwer beides gleichzeitig.
UKBmittendrin: Was erhoffen Sie sich von Ihren Ergebnissen?
Prof. K. Wilhelm-Jüngling: Die Gefäßzellen aus braunem Fett verfügten in unserer Studie über eine höhere Spezialisierung, wohingegen die Endothelzellen aus weißem Fettgewebe allgemeinere Muster einer Gefäßzelle zeigten. Ein Verlust der Spezialisierung der Fettgewebs-Endothelzellen wurde bereits in übergewichtigen Patientinnen und Patienten beschrieben. Somit könnten unsere Erkenntnisse helfen, die Funktion von Gefäßzellen im Fettgewebe besser zu verstehen und langfristig neue Ansatzpunkte für Therapien zu entwickeln, etwa zur Behandlung von Übergewicht und seinen Folgeerkrankungen.
Hier geht es zur Publikation „From brown to white: Brown adipose tissue endothelial cells whiten in culture conditions” Molecular Metabolism, May 2026 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212877826000335
Bildunterschrift (v. li.): Jana Sander, Prof. Kerstin Wilhelm-Jüngling und Tabea Elschner konnten in einer Studie zeigen, dass Blutgefäßzellen hochspezialisiert sind und sich gezielt an die Anforderungen ihres jeweiligen Gewebes anpassen.
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