Effekte von synaptischen Adhäsionsmolekülen auf das Überleben von neu gebildeten Körnerzellen im Gyrus Dentatus

• Antragsteller: Professor Dr. Valentin Stein
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240088636

Neurogenese findet nicht nur während der Entwicklung von Säugetieren statt, auch in adulten Säugern teilen sich neuronale Stammzellen, die zu Neuronen reifen. Dieser Prozess stellt eine weitere Form der Plastizität dar, mit der sich existierende Netzwerke an neue Aufgaben anpassen können. Viele dieser neugebildeten Neurone überleben nur wenige Tage und nur ein Bruchteil wird in das existierende Netzwerk funktionell integriert. Diese Integration in das bestehende neuronale Netzwerk steht in engem Zusammenhang mit der Bildung von glutamatergen Synapsen. Obwohl synaptische Adhäsionsmoleküle die Synapsenbildung stark regulieren, ist diese Klasse von Molekülen kaum im Zusammenhang mit der Reifung neugebildeter Neuronen untersucht. Wir haben kürzlich gezeigt, dass das synaptische Adhäsionsmolekül SynCAM1 die Anzahl von Synapsen reguliert. In SynCAM1 überexprimierenden Mäusen, die mit einer neuronenspezifischen GFP Mauslinie gekreuzt wurden, konnten wir nahezu eine Verdoppelung von GFP markierten Neuronen im Gyrus Dentatus beobachten. Der Verlust von SynCAM1 führte zu einer deutlichen Verringerung der GFP markierten Neurone. Diese Beobachtung führt zu folgender Hypothese: Die synaptogene Wirkung von SynCAM1 führt zu einer vermehrten Bildung von Synapsen, dadurch können sich die neugeborenen Neurone erfolgreicher mit den vorhandenen Nervenzellen verbinden, wodurch ihre Chance zu überleben steigt. In dem geplanten Vorhaben wollen wir nun diese Hypothese in SynCAM1 Knockout und überexprimierenden Mäusen überprüfen, indem wir die Zahl der überlebenden Neurone mit der Zahl neu gebildeter Neurone vergleichen. In einem zweiten Schritte wollen wir die Morphologie und Funktion der Neurone zu unterschiedlichen Zeitpunkten während Ihrer Reifung untersuchen. Zum Schluss stellt sich die Frage, in welchem Zeitraum nach Teilung der Vorläuferzelle die Überexpression von SynCAM1 erforderlich ist, um die Überlebenswahrscheinlichkeit der Neurone zu steigern. Die hier beschriebenen Versuche werden helfen die molekularen Mechanismen der Integration von neugeborenen Neuronen in das vorhandene Netzwerk besser zu verstehen. In Zukunft könnte dies helfen neue Neurone in geschädigten Hirnarealen stabiler zu ersetzen und damit möglicherweise Therapieansätze für neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen