Forschung

Die Arbeitsgruppe Molekulare Psychiatrie untersucht die molekularen Mechanismen psychischer Erkrankungen mit Schwerpunkt auf synaptischen Prozessen, insbesondere im glutamatergen System. In Zellkultur- und Mausmodellen sowie humanen Bioproben analysieren wir Krankheitsmechanismen und therapeutisch relevante Zielmoleküle und Signalwege.

Unsere Forschungsgruppe untersucht molekulare und synaptische Mechanismen psychischer Erkrankungen mit besonderem Fokus auf glutamaterge Signalwege. Im Zentrum steht die Rolle von AMPA-Rezeptoren und ihren Hilfsuntereinheiten (z.B. TARPs), deren Regulation wir in Zell- und Mausmodellen analysieren und pharmakologisch adressieren. Eng damit verbunden untersuchen wir die molekularen Mechanismen schnell wirkender Antidepressiva wie (Es)ketamin, um daraus neue therapeutische Ansätze, z.B. über AMPA-positive allosterische Modulatoren, abzuleiten. Weitere glutamaterge und nitrerge Angriffspunkte umfassen nNOS und NOS1AP. Darüber hinaus untersuchen wir im Rahmen des LOEWE-Schwerpunkts LipidSpace Lipidräume und Lipidsignalgebung in neuropsychiatrischen Erkrankungen in Tiermodellen, Zellmodellen und humanen Proben, mit besonderem Interesse an extrazellulären Vesikeln als Trägern lipidvermittelter Signale. Ergänzend untersuchen wir das Endocannabinoid-System an der Schnittstelle von Stress, synaptischer Plastizität und Verhalten. Methodisch verbinden wir genetische, molekulare, pharmakologische und verhaltensbezogene Ansätze mit klinisch relevanten Fragestellungen.

• Zellkulturmodelle, insbesondere primäre neuronale Kulturen

• Stressbedingte und inflammatorische Mausmodelle sowie verhaltensbezogene Untersuchungen

• Genetische und pharmakologische Interventionen, einschließlich AAV-vermitteltem viralem Gentransfer

• Molekularbiologische, biochemische und histologische Analysen, darunter qPCR, Western Blot und dendritische Morphologieanalysen

• Lipidomische, metabolomische und EV-basierte Analysen humaner und experimenteller Proben

AMPA-Rezeptor-Remodelling bei schnell wirkender antidepressiver Behandlung

Das Projekt untersucht, wie wiederholte Behandlung mit glutamatergen schnell wirkenden Antidepressiva wie Ketamin AMPA-Rezeptor-Remodelling und TARP-abhängige synaptische Anpassungen auslöst. Ziel ist es, Mechanismen nachhaltiger Wirkung zu verstehen und neue AMPA-basierte Therapien abzuleiten.

Lipidsignalgebung und extrazelluläre Vesikel in neuropsychiatrischen Erkrankungen

Das Projekt untersucht Lipidräume und lipidvermittelte Signalwege in neuropsychiatrischen Erkrankungen anhand von Zell- und Mausmodellen sowie humanen Proben. Im Fokus stehen extrazelluläre Vesikel als Träger krankheitsrelevanter Lipidsignale.

Koorperationen: LipidSpace Konsortium, insbesondere Prof. Dr. Irmgard Tegeder und Marco Sisignano

Link zum Projekt hier.

Endocannabinoid-System, Stressverarbeitung und synaptische Plastizität

Das Projekt untersucht, wie das Endocannabinoid-System stressassoziierte Verhaltensänderungen, Furchtextinktion und synaptische Plastizität reguliert. Im Fokus stehen CB1-, TRPV1- und FAAH-abhängige Mechanismen, die mit AAV-basierten Werkzeugen in Zell- und Mausmodellen analysiert werden.

Kooperationen: Sabrina Lisboa (University of São Paulo, Brazil)

NOS1AP/nNOS-Signalgebung: von genetischem Risiko zu synaptischer Funktion

Das Projekt untersucht NOS1AP/nNOS-Signalgebung als glutamatassoziierten Mechanismus psychiatrischer Erkrankungen. Es verbindet humane Genetik und klinische Phänotypen mit Zell- und Mausmodellen, um Effekte auf synaptische Plastizität, Kognition und Verhalten translational zu prüfen.

Kooperationen: Dr. Michael Courtney (University of Turku, Finland)

Drittmittel

• LipidSpace – Zeitlich und räumlich aufgelöste Regulation der Gewebehomöostase durch Lipide in der Mikro- und Nanoumgebung; LOEWE-Schwerpunkt, HMWK; PI in Projekt P9; 2026–2029

• A translational approach to study the interaction of NOS-I and NOS1AP in schizophrenia; DFG Sachbeihilfe, FR 3420/2-2; 2017–2019

• Targeting schizophrenia-related phenotypes using small molecules; Projektbezogener Personenaustausch Finnland, DAAD/BMBF; 2017–2019

• Region-specific control of NOS-I PDZ-interaction: implications in animal models of schizophrenia; DFG Sachbeihilfe, FR 3420/2-1; 2014–2017

Stipendien / Nachwuchsförderung in der AG

• Johanna Diehl; Promotionsstipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes; 2025–2029

• Lina Schäfer; FPF-Promotionsstipendium, Fachbereich Medizin, Goethe-Universität Frankfurt; 2022

• Jan Steinheimer; FPF-Promotionsstipendium, Fachbereich Medizin, Goethe-Universität Frankfurt; 2022

• Maja Adel; Promotionsstipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes; 2021–2024

• Anna Yotova; Main-Campus-doctus PhD-Stipendium, Main-Campus-Stipendiatenwerk der Stiftung Polytechnische Gesellschaft; 2019–2022

• Dilhan Esen; Avicenna PhD-Stipendium, Avicenna-Studienwerk; 2018–2022

• Makoto Kinoshita; Overseas Trainees Fellowship, Japanese Society of Clinical Neuropsychopharmacology; 2017–2018

• Nikolai Fattakhov; Russian Presidential Scholarship, Russian Ministry of Education; 2016–2017

• Johanna Diehl – PhD thesis, Biological Sciences
 Title: Translational analysis of the metabolome and lipidome in relation to environmental and genetic influences in mental disorders
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: LipidSpace / lipidomics / metabolomics / translational models of mental disorders

• Anisia Barros – Guest PhD student
 Title: The use of genetic tools to investigate TRPV1-mediated neuroinflammatory mechanisms in an Alzheimer’s disease model
 Supervisors: Florian Freudenberg / Sabrina de Souza Lisboa
 Project assignment: Endocannabinoid system / TRPV1 / neuroinflammation / AAV-based tools

• Dilhan Esen – PhD thesis, external
 Title: A translational approach to study the interaction of NOS-I and NOS1AP in schizophrenia
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: NOS1AP/nNOS signalling / human genetics / translational psychiatry

• Panagiota Pelekanos – MD thesis
 Title: The influence of fatty acid amide hydrolase on morphological and molecular alterations related to post-traumatic stress disorder: studies in a murine cell culture model
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: Endocannabinoid system / FAAH / PTSD-related mechanisms / cell culture models

• Emre Can Erol – Master’s thesis, PBioC
 Title: Maternal separation and behavioural analysis in juvenile and adult C57BL/6J mice and sex-specific effects of early-life stress on autophagy in the hippocampus and prefrontal cortex
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: Early-life stress / maternal separation / behaviour / autophagy

• Sarosh Vachha – Master’s thesis, University of Würzburg
 Title: Bioinformatic analysis of NOS1AP in mental illness and its biological context in the brain
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: NOS1AP / human genetics / bioinformatics / translational psychiatry

• Melina Davis – Master’s thesis, INS
 Title: Dose optimisation and molecular effects of repeated esketamine administration in a mouse model of affective disorder-related phenotypes
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: Rapid-acting antidepressants / esketamine / AMPA receptor-associated mechanisms

• Zeynep Altay – Master’s thesis, INS
 Title: Optimisation of Poly(I:C)-induced inflammatory activation and analysis of lipidomic and metabolomic alterations in a translational mouse model of neuropsychiatric disorders
 Supervisor: Florian Freudenberg
 Project assignment: LipidSpace / Poly(I:C) model / inflammation / lipidomics / metabolomics

1. Schillo, S. E., Schiweck, C., Aichholzer, M., Yotova, A. Y., Tsengenbayar, T., Edwin Thanarajah, S., Reif, A., & Freudenberg, F. (2025). Hyperresponsiveness to inflammatory stimulation in human neuronal-like cells from patients with inflammation-associated depression. Frontiers in psychiatry, 16, 1576880. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2025.1576880 

2. Freudenberg, F., Reif-Leonhard, C., Dawson, G. R., McKernan, R. M., & Reif, A. (2025). All roads lead to glutamate: NMDA and AMPA receptors as targets for rapid-acting antidepressants. Pharmacological research, 220, 107918. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2025.107918 

3. Yotova, A. Y., Li, L. L., O'Leary, A., Tegeder, I., Reif, A., Courtney, M. J., Slattery, D. A., & Freudenberg, F. (2024). Synaptic proteome perturbations after maternal immune activation: Identification of embryonic and adult hippocampal changes. Brain, behavior, and immunity, 121, 351–364. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2024.07.040 

4. Esen, D., Kopf, J., Hägele, S., Plichta, M. M., Reif, A., & Freudenberg, F. (2022). Influence of NOS1AP Risk Variants on the Corrected QT (QTc) Interval in the Pharmacotherapy of Schizophrenia. Pharmacopsychiatry, 55(5), 266–273. https://doi.org/10.1055/a-1811-7241 

5. Freudenberg, F., Candemir, E., Chen, X., Li, L. L., Esen-Sehir, D., Schenk, N., Kinoshita, M., Grünewald, L., Frerichs, V., Fattakhov, N., Manchen, J., Bikas, S., Kumar, A., OLeary, A., Slattery, D. A., von Engelhardt, J., Courtney, M. J., & Reif, A. (2021). Hippocampal overexpression of NOS1AP promotes endophenotypes related to mental disorders. EBioMedicine, 71, 103565. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2021.103565 

Gesamtliste: Google Scholar.

• ICNF
• Orcid Florian Freudenberg
• Research Gate Florian Freudenberg
• Web of Science Florian Freudenberg
• Zotero

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