Zur Rolle von Filamin A bei integrinabhängigem Dendritenwachstum und hippokampalen Funktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Oliver Stork
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463265570

Filamin A (FlnA) ist ein großes dimeres Protein, das Aktinfasern vernetzen kann und als Brücke zwischen dem Zytoskelett und Integrinen der Zellmembran dient. Mutationen im FLNA-Gen beim Menschen führen zu periventrikulärer Heterotopie, bei der Neuronen sich aufgrund einer gestörten Migration entlang der lateralen Ventrikel ansammeln. Daher lag der Schwerpunkt bisheriger Forschung auf der Bedeutung von FlnA für die neuronale Migration und sein Beitrag zur Differenzierung von Neuronen ist nicht hinreichend bekannt. Wir und andere Gruppen haben jedoch gezeigt, dass das Aktin-Zytoskelett und Integrine eine wichtige Rolle für die Entwicklung und Plastizität von Dendriten spielen. In konkreten Vorabeiten für dieses Projekt haben wir zudem Beweise dafür gesammelt, daß FlnA maßgeblich an der Bildung dendritischer Verzweigungen in hippokampalen Neuronen beteiligt ist. Wir wollen nun die zellulären Mechanismen untersuchen, die der Beteiligung von FlnA am dendritischen Wachstum zugrunde liegen und die Rolle dieser Prozesse bei der hippokampusabhängigen Informationsverarbeitung und Gedächtnisbildung bestimmen.Im ersten Teil des Projektes werden wir uns mit der entwicklungsabhängigen Expression von FlnA und seiner Phosphorylierung in hippokampalen Zellkulturen und im Hippokampus von Wildtyp-Mäusen befassen. Dabei werden gezielt die wachstumsfördernden Auswirkungen einer stimulusreichen Umwelt („enriched environment“) berücksichtigt und beteiligte extrazelluläre Signale (die Wachstumsfaktoren BDNF und NGF, sowie Integrinvermittelte Signale) adressiert. Dann werden wir die intrazellulären Regulationsmechanismen zur Aktivierung von FlnA und seiner Interaktion mit Integrinen in Zellkultur untersuchen. Unsere Erkenntnisse werden wir im Hinblick auf eine erwartete Beteiligung von FlnA an der Ausbildung dendritischer Dornen (Spines) überprüfen. Zudem werden wir mithilfe viraler Vektoren untersuchen wie sich das Fehlen von FlnA auf die dendritische Architektur und Synapsendichte im Hippokampus in vivo auswirkt. Wir werden funktionelle Konsequenzen dieser Intervention elektrophysiologisch in Schnittpräparaten und im Hinblick auf hippokampusabhängiges Verhalten überprüfen, bevor wir abschließend testen werden wie sich der FlnA knock down auf die Verbesserung in diesen Parametern durch eine stimulusreiche Umwelt auswirkt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen