Mechanismen Erythropoietin-induzierter Neuroplastizität beim ischämischen Schlaganfall der Maus

• Applicant: Professor Dr. Dirk M. Hermann
• Subject Area: Molecular and Cellular Neurology and Neuropathology
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201128620

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

In einem komplexen experimentellen Versuchsansatz, welcher in vivo Experimente mittels transienter MCA-Okklusion der Maus mit in vitro Experimenten an primären Neuronen und Astrozytenkulturen kombinierte, konnten wir nachweisen, dass das Erythropoetin komplexe Effekte auf neuronale Plastizität auf der Ebene neuronaler Afferenzen des motorischen Kortex der Maus hat, welche auf zellulärer Ebene mit der Remodellierung von Axonen, Axonkollateralen und Dendritenverzweigungen assoziiert sind. Bemerkenswert in unserem in vitro-Versuchsansatz war die Induktion des Wachstums von Axonkollateralen, welche wir gegenwärtig in den in vitro Experimenten weiter erforschen. Auf molekularer Ebene bemerkenswert ist die Regulation des extrazellullären Matrixproteins Tenascin-C und Förderung der Astrozyten-Migration durch Erythropoetin, die einen grundlegenden Einfluss auf zerebrale Reorganisation und Neuroplastizität haben dürfte. Angesichts der von uns in Optogenetik-Experimenten beobachteten funktionellen Relevanz mittellinienkreuzender thalamokortikaler Projektionen untersuchen wir gegenwärtig mit Hilfe eines kombinierten Optogenetik-/ Elektrophysiologie-Ansatzes Reorganisation des motorischen Vibrissen-Kortex in einem Whisker-Stimulations-Modell. Vor dem Hintergrund, dass Optogenetik nicht nur zur funktionellen Charakterisierung zentraler nervöser Projektionen, sondern auch zur Modulation neuronaler Plastizität genutzt werden kann, erhoffen wir uns von diesen Experimenten grundlegendere Einsichten in den Beitrag mittellinienkreuzender Projektionen zu neurologischer Funktionserholung.

Publications

• Neural Stem Cell Transplantation Induces Stroke Recovery by Upregulating Glutamate Transporter GLT-1 in Astrocytes. J Neurosci. 2016; 36(41):10529-10544
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