Der Serum Response Faktor (SRF) reguliert die Motorneuron-Anfälligkeit und die Aktivitäts-abhängige Neuroprotektion by Amyotropher Lateralsklerose

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Knöll; Professor Francesco Roselli, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443642953

Amyotrophe Lateral Sclerose (ALS) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die primär die Motorneurone (MN) im Rückenmark, betrifft. Aktuellste Forschungsergebnisse zeigen, dass in ALS Mausmodellen wie dem SOD1(G93A) Modell der Krankheitsverlauf durch modulierte neuronale Netzwerkaktivität beeinflusst wird. So kann chemogenetische Verstärkung neuronaler Aktivität den Krankheitsverlauf verzögern, während eine Inhibition der neuronalen Aktivität diesen beschleunigt. Mit Hilfe dieses Antrages wollen wir die Rolle von SRF (Serum Response Faktor), einem prototypischen Transkriptionsfaktor (TF), der durch neuronale Aktivität induziert wird, im SOD1(G93A) Mausmodell untersuchen. SRF vermittelt nach neuronaler Aktivierung die Transkription sog. „immediate early“ Gene (IEGs) wie c-Fos, Egr1 und Npas4 sowohl in physiologisch feuernden Neuronen, als auch in pathologischen Situationen mit neuronaler Überaktivität (Epilepsie, akuter Stress). Wir wollen die Hypothese überprüfen, ob die positiven Krankheits-verzögernden Eigenschaften der neuronalen Aktivität beim Verlauf der ALS durch SRF vermittelt werden. Zur Überprüfung haben wir bereits eine konditionale MN-spezifische Srf Mausmutante gezüchtet, in der SRF nur in Motorneuronen deletiert wurde (ChAT-Cre+/-; Srf fl/fl). Diese Mauslinie wurde bereits in das ALS Mausmodell eingezüchtet, sodass wir bereits ChAT-Cre+/-;Srf fl/fl;SOD1(G93A) Mäuse zur Verfügung haben. In ersten Vorarbeiten beobachteten wir, dass der zusätzliche Verlust von SRF in den SOD Tieren, die Gewichtsabnahme und Griffstärke der Muskel nochmals verschlechtert, im Vergleich zu den SOD1 Tieren alleine.Im vorliegenden Antrag wollen wir zwei Ziele verfolgen:1.) Verursacht der MN-spezifische SRF Verlust eine Beschleunigung des Krankheitsverlaufs im SOD1 ALS Mausmodell? Dazu überprüfen wir zahlreiche Verhaltens- (Griffstärke, Körpergewicht, klinischer Score, „inverted grid“) und histologische Parameter (MN Anzahl, Autophagie, Inflammation, Synapsen-Zahl). Zusätzlich isolieren wir einzelne MN mittels Laser-Dissektion, um das ALS- und SRF-abhängige Transkriptom anhand von RNA-SEQ Experimenten zu entschlüsseln.2.) Ist SRF ein molekularer Schalter, der die Verbesserung des ALS Krankheitsverlaufs durch chemogenetisch-vermittelte Induktion neuronaler Aktivität bewirkt? Dazu werden aktivatorische oder inhibitorische Kanäle (actPSAM oder inhPSAM) im Rückenmark von Srf/SOD1 oder SOD1 Mäusen viral überexprimiert. Im Falle einer wichtigen Funktion von SRF bei der Übertragung der positiven Eigenschaften von neuronaler Aktivität auf den Krankheitsverlauf in den ALS Mäusen, sollte dies nach SRF Depletion nicht mehr zu beobachten sein.Zusammenfassend soll dieser Antrag die Rolle der neuronalen Aktivität und besonders des Aktivitäts-induzierten TFs SRF in einem Maus ALS Modell untersuchen und so dazu beitragen, dass einer neuer zellulärer Wirkmechanismus der ALS entschlüsselt und ein neues pharmakologisches Zielprotein identifiziert werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen