Differenzierung der Immunzellen

Als Modell der Multilinien-Differenzierung untersuchen wir Zellen des hämatopoetischen Systems mit einem Fokus auf Lymphozyten. Jahre der intensiven Forschung haben die wesentlichen hämatopoetischen Zelltypen sowie multipotente Progenitorpopulationen mit Hilfe der Durchflusszytometrie auf Basis einer relativ kleinen Anzahl von Zelloberflächenmarkern charakterisiert. Die Entwicklung einer sensitiven Hochdurchsatz-Einzelzellsequenzierung hat die Identifizierung von Zelltypen und Differenzierungstrajektorien revolutioniert, und neuere Studien verändern unser Modell der hämatopoetischen Differenzierung.

Wir untersuchen die Differenzierung von murinen lymphatischen Zellpopulationen in primären lymphatischen Organen, d.h. Knochenmark und Thymus, sowie die Differenzierung von Gewebe-residenten Zellen des angeborenen Immunsystems. Unser Ziel ist es, räumliche Heterogenität zu erhellen, z.B. über die Gewebe hinweg, und die zeitliche Heterogenität der Immunzelldifferenzierung während des Lebens zu verstehen. Im Detail versuchen wir, regulatorische Mechanismen zu identifizieren, die die Differenzierungsentscheidung kontrollieren und die Rolle der Genexpressionsvariabilität in diesem Zusammenhang zu verstehen. Mit Hilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierungsanalyse versuchen wir, eine hochauflösende Karte von Zellzuständen abzuleiten und die Differenzierungs-Trajektorien zu identifizieren, die diese Zustände verbinden. Um zeitliche Informationen zu erhalten, verknüpfen wir Einzelzell-RNA-Sequenzierungsdaten mit genetischen Markierungen, die Entwicklungshistorie einer Zelle enthüllen.

Unter Verwendung von räumlicher Transkriptomik und Einzelmolekülfluoreszenz in situ Hybridisierung untersuchen wir die Rolle der Mikroumgebung in Differenzierungsentscheidungen.

Unsere Strategie impliziert die Identifizierung von neuartigen Zelltyp- oder Zustand-spezifischen Markergenen, die die Isolierung von homogenen Subpopulationen für funktionelle Studien ermöglichen, z.B. für in vivo oder in vitro Differenzierungsexperimente.