Konfokales Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Institut für Molekulare Psychiatrie hat kürzlich eine neue Reporter-Mauslinie für den Cannabinoid Rezeptor 2 (CB2) generiert und charakterisiert. Reporter-Mäuse dienen dazu, bestimmte Zellen oder Proteine durch Fluoreszenzmarkierung leichter zu identifizieren. Die CB2-GFP Reporter-Maus erleichtert so die Lokalisierung des Rezeptors im ganzen Organismus. Da der CB2 Rezeptor in in erster Linie auf Zellen des Immunsystems lokalisiert ist, ist es von großem Interesse, wie dieser Rezeptor das Immunsystem in Gesundheit und Krankheit beeinflusst. Im Gehirn wiederum ist die Verbreitung des CB2 Rezeptors sehr niedrig und seit langem umstritten diskutiert. Mit Hilfe der CB2 Reporter-Maus konnten wir die Existenz des CB2 Rezeptors in der Milz, im Thymus und im Gehirn nachweisen. Außerdem könnten wir durch Anwendung von Fluoreszenztechniken nachweisen, dass sich der wesentliche Anteil der Rezeptoren im Blut und in der Milz auf B-Zellen befindet. Im Gehirn konnten wir das fluoreszierende CB2-Rezeptorsignal hauptsächlich auf Mikrogliazellen finden. Unsere neue CB2-GFP transgene Reporter-Mauslinie stellt damit eine bedeutende Möglichkeit dar, die CB2-Expression in verschiedenen Zelltypen zu untersuchen. Darüber hinaus kann das Mausmodell für die Analyse der CB2-abhängigen Kommunikation von Immunzellen sowie für Untersuchungen zum Schicksal der rekrutierten Immunzellen bei akuten und chronischen Entzündungserkrankungen verwendet werden. Ein weitere Schwerpunkt unserer Arbeit sind Live-Imaging Analysen von organotypischen hippokampalen Schnittkulturen (OHSC). Solche Echtzeitaufnahmen von lebenden Zellen ermöglichen die Untersuchung der Zelldynamik und -Interaktion in verschiedenen Dimensionen. OHSC sind Gewebekulturen des Hippokampus der Maus, die über Wochen in Kultur gehalten werden können und aus einem komplexen Netzwerk der verschiedenen Zelltypen im Gehirn bestehen (Neurone, Mikroglia, Astrozyten). Durch den Einsatz einer anderen Reporter-Mauslinie (Cx3cr1-GFP) können in den Kulturen Mikrogliazellen, die Immunzellen des Nervensystems, verfolgt werden, da sie durch grüne Fluoreszenz markiert sind. Wir beobachten und analysieren mikroskopisch die Bewegung und Aktivität von Mikrogliazellen in OHSC über mehrere Stunden. So konnten wir z. B. zeigen, wie die Mikrogliazellen im Umkreis einer Verletzung aktiv zu den geschädigten Regionen wandern. Am Institut für Zelluläre Neurowissenschaften wurden mit Hilfe des konfokalen Mikroskops funktionelle und immunhistochemische Daten von ZNS Gliazellen erhoben. Forschungsergebnisse der letzten Jahre zeigen auf, dass Gliazellen sehr viel stärker in physiologische und pathophysiologische Prozesse des ZNS involviert sind. So zeigten detaillierte Studien zur Expression und Funktionalität von elektrischen Synapsen, sogenannten GAP-junctions, dass hippokampale Astrozyten sehr wahrscheinlich unmittelbar an der Pathogenese von Temporallappenepilepsien beteiligt sind. Die in verschiedenen Hirnregionen durch GAP-junctions gebildeten glialen Netzwerke weisen dabei unterschiedliche Eigenschaften auf. In einer anderen Studie konnte gezeigt werden, dass ein anderer Typ von Gliazellen, die Mikrogliazellen, über die Freisetzung von Exosomen kommunizieren. Mit Hilfe des konfokalen Mikroskops konnten dabei in vitro funktionelle Daten erhoben 2+ werden, die nachweisen, dass diese Membran-umhüllten Mikrovesikel in einem Ca abhängigen Prozess freigesetzt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2013, Loss of CB1 receptors leads to decreased cathepsin D levels and accelerated lipofuscin accumulation in the hippocampus
Piyanova et al.
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(2015) Characterization of panglial gap junction networks in the thalamus, neocortex and hippocampus reveals a unique population of glial cells
Griemsmann S., S. Höft, P. Bedner, J. Zhang, E. von Staden, J. Degen, P. Dublin, D. Cope, N. Richter, V. Crunelli, R. Jabs, K. Willecke, M. Theis, G. Seifert, H. Kettenmann, C. Steinhäuser
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(2015) Seretonin stimulates secretion of exosomes from microglial cells
Glebov K., M. Löchner, R. Jabs, T. Lau, O. Merkel, P. Schloss, C. Steinhäuser, J. Walter
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2015, Expression Analysis of CB2-GFP BAC Transgenic Mice
Schmöle et al.
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(2016) Experimental febrile seizures impair interastrocytic gap junction coupling in juvenile mice
Khan D., A. Dupper, T. Deshpande, P.N.E. De Graan, C. Steinhäuser, P. Bedner
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2016, Characterization of inflammatory markers and transcriptome profiles of differentially activated embryonic stem cellderived microglia
Beins et al.
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2016, Physiological impact of CB1 receptor expression by hippocampal GABAergic interneurons
Albayram et al.
