q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Signal hemmt die Teilung von Stammzellen im erwachsenen Gehirn

University of Basel

Das Bild zeigt die Expression von Id4 (blau) und GFAP (schwarz) in genetisch markierten Stammzellen und deren Nachkommen (magenta) im Hippocampus einer adulten Maus.

30.08.2019: Forscher aus Basel haben die Aktivität von Stammzellen im Gehirn von Mäusen untersucht und einen Schlüsselmechanismus entdeckt, der die Zellvermehrung steuert. Demnach regelt ein bestimmter Generegulator namens Id4, ob Stammzellen ruhen oder in die Zellteilung eintreten. Die Ergebnisse wurden im Fachblatt «Cell Reports» veröffentlicht und können möglicherweise für die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen im menschlichen Gehirn relevant sein.

Ob Stammzellen auch im Gehirn des Menschen vorkommen, war in der Forschung lange umstritten. Heute gilt als sicher, dass sich im Gehirn von erwachsenen Säugetieren neue Nervenzellen bilden können. Die verantwortlichen Stammzellen sind in speziellen Regionen angesiedelt, den sogenannten Nischen, die den Befehl zur Teilung sowie zur Differenzierung erteilen. Mit zunehmendem Alter werden die Stammzellen jedoch immer inaktiver und teilen sich weniger häufig. Sie verfallen in eine Art «Ruhezustand».

Hyperaktiver Signalweg hemmt Zellteilung

Bisher war unklar, warum Stammzellen im erwachsenen und älteren Gehirn in einen Ruhezustand geraten. Ein Forschungsteam um Prof. Verdon Taylor am Departement Biomedizin der Universität Basel hat nun herausgefunden, welcher Schlüsselfaktor den Eintritt von Stammzellen in die Zellteilung hemmt. Dafür untersuchten sie den sogenannten Notch-Signalweg. Er ist zentral für die Stammzellaktivität im Gehirn.

Die Studie zeigt, dass der Notch2-Signalweg die Expression eines bestimmten Transkriptionsfaktors namens Id4 kontrolliert. Einmal exprimiert, hemmt Id4 die Teilung von Stammzellen wie auch die Produktion neuer Neuronen im Hippocampus des erwachsenen Gehirns. Das Notch2-Signal induziert eine erhöhte Id4-Expression in einigen neuronalen Stammzellen. Das erklärt, warum diese Stammzellen im erwachsenen Gehirn vermehrt in eine Art Ruhezustand übergehen.

Mit zunehmendem Alter des Gehirns tritt der Notch2-Id4-Signalweg in einen dauerhaften Zustand der Hyperaktivität und fungiert so als starke molekulare Bremse für die Stammzellenaktivität. Umgekehrt gilt aber auch: Wird der Signalweg inaktiviert, löst das die Bremswirkung und führt in Folge zur Produktion von neuen Nervenzellen – selbst im Gehirn einer geriatrischen Maus.

Reversibler Ruhezustand

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Stammzellen im Gehirn von Säugetieren in einem reversiblen Ruhezustand befinden, der durch Signale und Faktoren in der Nische reguliert wird. Durch eine entsprechende Manipulation des Signalwegs kann die Produktion neuer Nervenzellen gezielt stimuliert werden.

Die Studie liefert wichtige Informationen über die grundlegenden Mechanismen der Neurogenese im adulten Mäusegehirn. Da der Notch-Signalweg weit verbreitet ist und in den meisten Organismen vorkommt, hoffen die Forscher, dass sich die Erkenntnisse auch auf den Menschen übertragen lassen. Auf diese Weise könnten in Zukunft möglicherweise Hirnschäden, wie sie durch degenerative und neuropsychiatrische Erkrankungen entstehen, repariert werden.

Originalveröffentlichung:
Runrui Zhang, Marcelo Boareto, Anna Engler, Angeliki Louvi, Claudio Giachino, Dagmar Iber and Verdon Taylor; "Id4 downstream of Notch2 maintains neural stem cell quiescence in the adult hippocampus"; Cell Reports; 2019

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Stammzellen
  • Gehirn
  • Zellteilung
  • neurodegenerative E…
  • Neurogenese

Mehr über Universität Basel

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.