Am Institut für Pharmakologie und Toxikologie bestehen die drei Arbeitsgruppen Rezeptorpharmakologie, Neuropharmakologie und Molekulare Pharmakologie, die sich schwerpunktmäßig der Erforschung von Funktion und Regulation heptahelikaler Rezeptoren widmen. Das Institut engagiert sich in der Lehre für Studierende der Humanmedizin, Zahnmedizin, Molekularen Medizin, Pharmazie, Klinischen Pharmazie und Chemie. 2020 wurde mit Unterstützung durch das Land Thüringen ein Laser-Scanning Mikroskop AXIO LSM 900 angeschafft.

Prof. Dr. Stefan Schulz
Drackendorfer Straße 1
07747 Jena

Institut für Pharmakologie und Toxikologie

Forschungsprojekte

Bedeutung von Chemokinen für die Neurogenese im olfaktorischen System

Projektleiterin: Prof. Dr. Eva-Maria Neuhaus
DFG 2017 - 2020

Im Gehirn eines adulten Säugetiers findet Neurogenese nur in geringem Umfang statt, das olfaktorische Epithel zeichnet sich dagegen durch hohe Regenerationsfähigkeit aus, die das ganze Leben hindurch erhalten bleibt. Durch gezielte Kombination von genetischen, pharmakologischen, anatomischen und physiologischen Ansätzen untersuchen wir die Rolle von CXCL12 und dessen Rezeptoren bei Regenrationsvorgängen in den sensorischen Neuronen des olfaktorischen Epithels der Maus.

Regulation der Opioidtoleranz durch agonist-selektive Phosphorylierung endogener ɣ-Opioid-Rezeptoren in vivo

Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Schulz
DFG 2016-2019

Der klinische Nutzen von Morphin und anderer Opioidanalgetika bei der Behandlung chronischer Schmerzen wird jedoch durch die rasche Entwicklung von Toleranz und Abhängigkeit limitiert. Ziel des Projekts ist es, die Funktion der C-terminalen Phosphorylierung an der Entwicklung der Opioid-Toleranz in phosphorylierungs-defizienten MOR-knockin-Mäusen aufzuklären.

Pressemitteilung

Genetische Dissoziation der G-protein- und arrestin-gekoppelten Signalübertragung am µ-Opioid-Rezeptor in vivo

Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Schulz
DFG 2017 - 2020

Für Rezeptoren existieren Hinweise darauf, dass intrazelluläre Signale sowohl über G-Proteine als auch über Arrestine vermittelt werden können. Diese Ergebnisse führten zu der Hypothese, dass die Opioidanalgesie ausschließlich über G-Proteine vermittelt wird, während Atemdepression und Obstipation vorwiegend über arrestin-abhängige Signalwege vermittelt werden. Im vorliegenden Projekt soll ein genetischer Ansatz genutzt werden, um µ-Opioid-Rezeptor-vermittelte Effekte unter arrestin-freien Bedingungen zu untersuchen.

Untersuchung der monozytären Immunantwort nach experimentellem Schlaganfall

Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Stumm
DFG 2017 - 2021

Monozyten und Gewebsmakrophagen sind ontogenetisch verschiedene Komponenten des angeborenen Immunsystems. In Entzündungsprozessen durchlaufen diese Zellen phänotypische Veränderungen, sodass sie nur mittels fate mapping sicher voneinander unterschieden werden können. Wir etablierten, dass dies mittels Cxcr4-CreER(T2) möglich ist und führen nun konditionales, zeit-spezifisches gene targeting durch, um die Antworten und Signalwege von Monozyten und Mikrogliazellen nach Schlaganfall zu entschlüsseln.

Pressemitteilung

Regulation der Interneuron Migration durch CXCR4 und CXCR7

Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Stumm
DFG 2016 - 2024

GABAerge Interneurone der Großhirnrinde entstammen dem ventralen Telenzephalon. Wir untersuchen auf molekularer und zellulärer Ebene, wie die Entwicklung dieser Neurone über das Chemokin-Modul CXCL12/ CXCR4 und CXCR7 reguliert wird. Ein besonderer Aspekt ist die atypische Funktion des CXCR7, CXCL12 hocheffizient aus Geweben zu entfernen und dadurch das CXCL12/ CXCR4 signaling zu kontrollieren. Weiterhin untersuchen wir, ob β-Arrestin an der chemokin-vermittelten Zellwanderung beteiligt ist.

Pressemitteilung

Weitere Projekte

Echtzeit-Analyse der Phosphorylierung und Dephosphorylierung des µ-Opioid-Rezeptors
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Schulz
DFG SFB_TRR166 2015 – 2019

Ausgewählte Publikationen

Saaber F, Schütz D, Miess E, Abe P, Desikan S, Ashok Kumar, P, Balk S, Huang K, Beaulieu JM, Schulz S, Stumm R: ACKR3 Regulation of neuronal migration requires ACKR3 phosphorylation, but not β-Arrestin. Cell Rep. 26(6):1473-1488.e9, 2019
Mann A, Moulédous L, Froment C, O'Neill PR, Dasgupta P, Günther T, Brunori G, Kieffer BL, Toll L, Bruchas MR, Zaveri NT, Schulz S: Agonist-selective NOP receptor phosphorylation correlates in vitro and in vivo and reveals differential post-activation signaling by chemically diverse agonists. Sci Signal. 12(574), 2019
Kliewer A, Schmiedel F, Sianati S, Bailey A, Bateman JT, Levitt ES, Williams JT, Christie MJ , Schulz S: Phosphorylation-deficient G-protein-biased μ-opioid receptors improve analgesia and diminish tolerance but worsen opioid side effects. Nat Commun. 10(1):367, 2019
Werner Y, Mass E, Ashok Kumar P, Ulas T, Händler K, Horne A, Klee K, Lupp A, Schütz D, Saaber F, Redecker C, Schultze JL, Geissmann F, Stumm R: CXCR4 distinguishes HSC-derived monocytes from microglia and reveals monocyte immune responses to experimental stroke. Nat Neurosci. 23:351-362, 2020
Kliewer A, Gillis A, Hill R, Schmidl F, Baily C, Kelly E, Henderson GJ, Christie MJ, Schulz S: Morphine-induced respiratory depression is independent of ß-arrestin2 signalling. Br J Pharmacol. 177:2923-2931, 2020