In der Arbeitsgruppe „Mukosale Infektionsimmunologie“  beschäftigen wir uns mit einer Reihe aktueller infektionsimmunologischer Fragestellungen. Dabei geht es uns vor allem um ein besseres Verständnis von Erreger-Wirts-Interaktionen sowie den Mechanismen, die der Entstehung und Regulation der infektions-assoziierten Immunantwort im Darm und der Lunge zugrunde liegen. Ein wichtiger Fokus dabei ist, durch die Erforschung grundlegender Zusammenhänge neue Möglichkeiten für die Modulation der Immunantwort zu identifizieren und die gewonnenen Erkenntnisse in klinische Anwendungen zu überführen.

Die Beeinflussung des intrazellulären Metabolismus ist ein vielversprechender neuer Ansatz zur Modulation der Immunantwort. Unsere Arbeiten haben gezeigt, dass der intrazelluläre Fettsäuremetabolismus ein wichtiger Kontrollpunkt für die wechselseitige Induktion von inflammatorischen Th17-Zellen und anti-inflammatorischen regulatorischen T(reg) Zellen darstellt. Ein Fokus unserer Arbeit besteht darin, den Einfluss zentraler zellulärer metabolischer Prozesse auf die Entstehung und Regulation von Immunreaktionen im Darm zu untersuchen. Dazu benutzen wir neu generierte sowie etablierte genetische Modelle, die es erlauben, spezifische metabolische Enzyme gezielt in verschiedenen Immunzellen wie T-Zellen, angeborenen lymphoiden Zellen (innate lymphoid cells, ILC) oder auch Darmepithelzellen auszuschalten. Zudem untersuchen wir neue Möglichkeiten der pharmakologischen Modulation spezifischer Stoffwechselwege mit dem Ziel, unsere Erkenntnisse auch auf den Menschen zu übertragen.

Unsere Arbeitsgruppe verfügt über eine langjährige Erfahrung in der Erforschung der Immunantwort bei Infektionen der mukosalen Organe mit bestimmten bakteriellen Erregern. Dazu benutzen wir sowohl etablierte, als auch neu-generierte transgene Mausmodelle, um die grundlegenden Prinzipien der Immunantwort bei Infektion mit darmspezifischen Erregern wie C. rodentium, C. difficile oder S. pneumoniae in der Lunge zu untersuchen. Ein weiterer Fokus unserer Forschung liegt auf der Identifizierung und funktionellen Charakterisierung von epigenetischen Markern in T Zellen und ILC. Mit Hilfe spezifischer epigenetischer Marker können neue, bislang unbekannte Funktionen dieser Zellen identifiziert und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen definiert werden.

Unsere Arbeiten werden durch Zuwendungen der Deutschen Forschungsgemeinschaft (LO1415/7-1 und DFG Schwerpunktprogram 1937) sowie dem Land Niedersachsen (R2N) unterstützt.

Mitarbeiter der AG Lochner

Wichtigste Publikationen:

• Beckstette M, C Lu, S Herppich, EC Diem, A Ntalli, A Ochel, F Kruse F, B Pietzsch, K Neumann, J Huehn, S Floess, M Lochner. 2022. Profiling of epigenetic DNA methylation marker regions in murine ILC under homeostatic and inflammatory conditions. J Exp Med. 219(10):e20210663.
   
• Li, S, CW Lu, E Diem, W Li, M Guderian, M Lindenberg, F Kruse, M Buettner, S Floess, MR Winny, R Geffers, HH Richnow, WR Abraham, GA Grassl, M Lochner. 2022. Acetyl-CoA-Carboxylase 1-mediated de novo fatty acid synthesis sustains Lgr5(+) intestinal stem cell function. Nat Commun. 13(1):3998.
   
• Mamareli, P, F Kruse, C Lu, M Guderian, S Floess, K Rox, DSJ Allan, JR Carlyle, M Brönstrup, R Müller, L Berod, T Sparwasser, M Lochner. 2021. Targeting cellular fatty acid synthesis limits T helper and innate lymphoid cell function during intestinal inflammation and infection. Mucosal Immunol. 14(1):164-176.
   
• Carriche, GM, L Almeida, P Stüve, L Velasquez, A Dhillon-LaBrooy, U Roy, M Lindenberg, T Strowig, C Plaza-Sirvent, I Schmitz, M Lochner, AK SimonK, T Sparwasser. 2021. Regulating T cell differentiation through the polyamine spermidine. J Allergy Clin Immun. 147(1):335-348.e11
   
• Mamareli, P, F Kruse, C Friedrich, N Smit, T Strowig, T Sparwasser, M Lochner. 2019. Epithelium-specific MyD88 signaling, but not DCs or macrophages, control acute intestinal infection with Clostridium difficile. Eur J immunol. 49(5):747-757.
   
• Friedrich, C, P Mamareli, S Thiemann, F Kruse, Z Wang, B Holzmann, T Strowig, T Sparwasser, M Lochner. 2017. MyD88 signaling in dendritic cells and the intestinal epithelium controls immunity against intestinal infection with C. rodentium. PloS Pathog. 13(5):e1006357.
   
• Yang, BH, S Hagemann, P Mamareli, U Lauer, U Hoffmann, M Beckstette, L Fohse, I Prinz, J Pezoldt, S Suerbaum, T Sparwasser, A Hamann, S Floess, J Huehn, M Lochner. 2016. Foxp3(+) T cells expressing RORgammat represent a stable regulatory T-cell effector lineage with enhanced suppressive capacity during intestinal inflammation. Mucosal Immunol. 9(2):444-457.
   
• Lochner, M, L. Berod, T. Sparwasser. 2015. Fatty acid metabolism in the regulation of T cell function. Trends Immunol. 36(2):81-91.
   
• Wang, Z, C Friedrich, SC Hagemann, WH Korte, N Goharani, S Cording, G Eberl, T Sparwasser, M Lochner. 2014. Regulatory T cells promote a protective Th17-associated immune response to intestinal bacterial infection with C. rodentium. Mucosal Immunol. 7(6):1290-1301.
   
• Berod, L, C Friedrich, A Nandan, J Freitag, S Hagemann, K Harmrolfs, A Sandouk, C Hesse, CN Castro, H Bahre, SK Tschirner, N Gorinski, M Gohmert, CT Mayer, J Huehn, E Ponimaskin, WR Abraham, R Muller, M Lochner*, T Sparwasser*. 2014. De novo fatty acid synthesis controls the fate between regulatory T and T helper 17 cells. Nat Med 20(11):1327-1333. (*contributed equally)
   
• Sawa, S, M Lochner, N Satoh-Takayama, S Dulauroy, M Berard, M Kleinschek, D Cua, JP Di Santo, G Eberl. 2011. RORgammat+ innate lymphoid cells regulate intestinal homeostasis by integrating negative signals from the symbiotic microbiota. Nat Immunol. 12(4):320-326.
   
• Lochner, M, C Ohnmacht, L Presley, P Bruhns, M Si-Tahar, S Sawa, G Eberl. 2011. Microbiota-induced tertiary lymphoid tissues aggravate inflammatory disease in the absence of RORgamma t and LTi cells. J Exp Med. 208(1):125-134.
   
• Sawa, S, M Cherrier, M Lochner, N Satoh-Takayama, HJ Fehling, F Langa, J.P. Di Santo, G. Eberl. 2010. Lineage relationship analysis of RORgammat+ innate lymphoid cells. Science. 330(6004):665-669.
   
• Satoh-Takayama, N, CA Vosshenrich, S Lesjean-Pottier, S Sawa, M Lochner, F Rattis, JJ Mention, K Thiam, N Cerf-Bensussan, O Mandelboim, G Eberl, JP Di Santo. 2008. Microbial flora drives interleukin 22 production in intestinal NKp46+ cells that provide innate mucosal immune defense. Immunity 29:958-970.
   
• Lochner, M, L Peduto, M Cherrier, S Sawa, F Langa, R Varona, D Riethmacher, M Si-Tahar, JP Di Santo, G Eberl. 2008a. In vivo equilibrium of proinflammatory IL-17+ and regulatory IL-10+ Foxp3+ RORgamma t+ T cells. J Exp Med. 205(6):1381-1393.