Prof. Dr. Holger Gerhardt
Forschungsgebiete: Angiogenese, Tumorangiogenese, vaskuläre Plastizität und Ausbildung von Mustern bei Entwicklung und Krankheit, Bildgebung
Prof. Gerhardt ist DZHK-Professor für Experimentelle Herz-Kreislauf-Forschung an der Charité Berlin und Leiter des Labors für Integrative Gefäßbiologie am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin-Buch.
Forschungsschwerpunkte
Das Labor für integrative Gefäßbiologie erforscht die fundamentalen Prinzipien und molekulare/genetische Steuerung funktionaler Gefäßnetzwerkbildung in Entwicklung und Krankheit. Das Endziel der Forschung von Prof. Gerhardts Arbeitsgruppe ist die Verbesserung des Verständnisses der Mechanismen und Moleküle, welche die Bildung und Strukturierung hierarchisch verzweigter Gefäßnetzwerke steuern, um hieraus Methoden zur Milderung kardiovaskulärer Komplikationen und Verbesserung, bzw. Wiederherstellung, der Homöostase in erkrankten Patienten zu entwickeln. In ihrer Forschung konzentriert sich die Arbeitsgruppe besonders auf Endothelintegration chemischer und mechanischer Signale welche zu funktionaler Gefäßstrukturierung beitragen, um somit den Weg für translationale Forschung zu maladaptiven Endothelverhalten zu bereiten.
Um diese Prozesse zu erforschen, entwickelt und nutzt das Labor genetische Methoden zur in vivo Darstellung und Manipulation von Molekülen, Komplexen und Zellen in einem kontrollierten Rahmen. Hierfür werden Mäuse und Zebrafische genutzt. Es kommen außerdem mathematisches Modelling und Experimentation zum Einsatz, um Hypothesen und systemweite Erkenntnisse über relevante Prozesse zu gewinnen.
Wichtige Erkenntnisse der letzten Jahre umfassen:
- Die Entdeckung des Mechanismus der Gefäßlumenbildung durch umgekehrtes Membranblebbing unter Blutdruck,
- die Identifikation eines Phasenübergangs in der Notch-Signaldynamik, der die Blutgefäßbildung von Verzweigung auf Expansion umstellt,
- eine Rolle der YAP/TAZ-Signalgebung bei der Steuerung von junctionalen Dynamiken und Plastizität, um Endothelzellanordnungen zu ermöglichen, während die Gefäße dicht bleiben,
- sowie die Bedeutung primärer Zilien in Endothelzellen, die neu entstehende Gefäße für die stabilisierende Wirkung von BMP unter Blutfluss sensibilisieren.
Darüber hinaus ist Prof. Gerhardt der stellvertretende Sprecher der DZHK-Partnersite Berlin und Sprecher der DZHK-Professoren. Er hat zudem eine Professur am Berlin Institute of Health (BIH) inne und fungiert als europäischer Koordinator des transatlantischen Netzwerks der Fondation Leducq, ATTRACT.
Wichtige Erfolge und Auszeichnungen
- Chair der Gordon Research Conference Angiogenesis (2015)
- Hooke Medaille der British Society for Cell Biology (2012)
- Judah Folkman Preis der North American Vascular Biology Organization (2011)
- Walter Fleming Medaille der Deutschen Gesellschaft für Zellbiologie (2009)
- Preis des Lister Instituts für Präventivmedizin (2008)
Ausgewählte Publikationen
Lymphoma angiogenesis is orchestrated by noncanonical signaling pathways. Gloger, M., Menzel, L., Grau, M., Vion, A.C., Anagnostopoulos, I., Zapukhlyak, M., Gerlach, K., Kammertöns, T., Hehlgans, T., Zschummel, M., Lenz, G., Gerhardt, H., Höpken, U.E., Rehm, A. Lymphoma angiogenesis is orchestrated by noncanonical signaling pathways. Cancer Res, 2020. (in Press)
Endothelial PKA activity regulates angiogenesis by limiting autophagy through phosphorylation of ATG16L1. Zhao, X., Nedvetsky, P., Stanchi, F., Vion, A.C., Popp, O., Zühlke, K., Dittmar, G., Klussmann, E., Gerhardt, H. Endothelial PKA activity regulates angiogenesis by limiting autophagy through phosphorylation of ATG16L1. eLife 8: e46380, 2019.
Artery-vein specification in the zebrafish trunk is pre-patterned by heterogeneous Notch activity and balanced by flow-mediated fine tuning. Geudens, I., Coxam, B., Alt, S., Gebala, V., Vion, A.C., Meier, K., Rosa, A., Gerhardt, H. Artery-vein specification in the zebrafish trunk is pre-patterned by heterogeneous Notch activity and balanced by flow-mediated fine tuning. Development 146(16): dev.181024, 2019.
ATTRACT: arterial flow as attractor for endothelial cell migration. Georgieva, P.B., Marchuk, D.A., Gerhardt, H. Circ Res 125(3): 262-264, 2019.
GPIHBP1 expression in gliomas promotes utilization of lipoprotein-derived nutrients. Hu, X., Matsumoto, K., Jung, R.S., Weston, T.A., Heizer, P.J., He, C., Sandoval, N.P., Allan, C.M., Tu, Y., Vinters, H.V., Liau, L.M., Ellison, R.M., Morales, J.E., Baufeld, L.J., Bayley, N.A., He, L., Betsholtz, C., Beigneux, A.P., Nathanson, D.A., Gerhardt, H., Young, S.G., Fong, L.G., Jiang, H. GPIHBP1 expression in gliomas promotes utilization of lipoprotein-derived nutrients. eLife 8: e47178, 2019.
Development of a backward-mode photoacoustic microscope using a Fabry-Pérot sensor. Pohle, U., Baumann, E., Pulwer, S., Villringer, C., Zhang, E.Z., Gerhardt, H., Laufer, J. Development of a backward-mode photoacoustic microscope using a Fabry-Pérot sensor. Proc SPIE 10878: 108786L, 2019.
Endothelial calcineurin signaling restrains metastatic outgrowth by regulating Bmp2. Hendrikx, S., Coso, S., Prat-Luri, B., Wetterwald, L., Sabine, A., Franco, C.A., Nassiri, S., Zangger, N., Gerhardt, H., Delorenzi, M., Petrova, T.V. Endothelial calcineurin signaling restrains metastatic outgrowth by regulating Bmp2. Cell Rep 26(5): 1227-1241, 2019.
Imaging glioma progression by intravital microscopy. Stanchi, F., Matsumoto, K., Gerhardt, H. Imaging glioma progression by intravital microscopy. Methods Mol Biol 1862: 227-243, 2019.
Endothelial cell rearrangements during vascular patterning require PI3-kinase-mediated inhibition of actomyosin contractility. Angulo-Urarte, A., Casado, P., Castillo, S.D., Kobialka, P., Kotini, M.P., Figueiredo, A.M., Castel, P., Rajeeve, V., Milá-Guasch, M., Millan, J., Wiesner, C., Serra, H., Muixi, L., Casanovas, O., Viñals, F., Affolter, M., Gerhardt, H., Huveneers, S., Belting, H.G., Cutillas, P.R., Graupera, M. Endothelial cell rearrangements during vascular patterning require PI3-kinase-mediated inhibition of actomyosin contractility. Nat Commun 9(1): 4826, 2018.
NanoSIMS imaging reveals unexpected heterogeneity in nutrient uptake by brown adipocytes. He, C., Hu, X., Weston, T.A., Jung, R.S., Heizer, P., Tu, Y., Ellison, R., Matsumoto, K., Gerhardt, H., Tontonoz, P., Fong, L.G., Young, S.G., Jiang, H. NanoSIMS imaging reveals unexpected heterogeneity in nutrient uptake by brown adipocytes. Biochem Biophys Res Commun 504(4): 899-902, 2018.
Weitere Informationen
Fondation Leducq Transatlantic Network of Excellence ATTRACT
CRC1366 Vascular Control of Organ Function