Die Bedeutung mikroglialer Zytoskelett Proteine für Lernen und Gedächtnis

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Sophie Crux-Daseking; Professor Dr. Martin Fuhrmann
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 500305540

Mikroglia sind Makrophagen des zentralen Nervensystems (ZNS), wo sie als erste Immunantwort auf Pathogene reagieren. Darüber hinaus sind Mikroglia hoch bewegliche Zellen, die an der Regulation der ZNS Homeostase und Nervenzellfunktion beteiligt sind. Wie Mikroglia mit Nervenzellen und umgekehrt, in verschiedenen Hirnregionen interagieren ist nur wenig verstanden. Die Zytoskelett Proteine „actin depolarizing factor” (ADF) und “Cofilin-1” (Cfl1) sind wichtig bei der neuronalen Entwicklung, Funktion und Zell-Zyklus-Kontrolle. Die Rolle von ADF/Cfl1 in Mikroglia ist bis jetzt nicht bekannt, obwohl das Abtasten des Hirnparenchyms durch Mikrogliafortsätze sehr wahrscheinlich vom Auf- und Abbau von Aktin-Filamenten abhängt. Im Hippokampus, einer Hirnregion, die wichtig für Lernen und Gedächtnis ist, konnten wir kürzlich zeigen, das es einen Zusammenhang zwischen der Bewegung von Mikrogliafortsätzen und Nervenzellaktivität, sowie synaptischer Stabilität gibt. Es liegt daher nahe anzunehmen, das die Zytoskelett-abhängige Motilität der Mikrogliafortsätze in Zusammenhang mit Nervenzellfunktion und sogar Kognition steht. Deshalb postulieren wir, dass die Mikrogliafunktion abhängt von den Zytoskelettproteinen ADF/Cfl1 und dass ihre Funktionalität wichtig ist für neuronale Netzwerke, die an Lernen und Gedächtnis beteiligt sind. Wir werden diese Hypothese untersuchen, indem wir 2-Photonen Intravitalmikroskopie von Neuronen und Mikroglia im Hippokampus eines Tiers während eines räumlichen Gedächtnistests durchführen werden. Dazu werden wir die Aktivität von räumlich feuernden Zellen und Mikrogliafortsätze in wachen Kopf-fixierten Tieren messen, die einen Mikroglia-spezifischen knockout von ADF/Cfl1 besitzen. Außerdem werden wir die Interaktion von Mikroglia und Synapsen super-hochauflösender 2P-STED Mikroskopie messen, um den Effekt des Fehlens von ADF/Cfl1 für die Plastizität von Synapsen bestimmen zu können. Damit werden wir in diesem Projekt neue Einsichten zur Rolle von ADF/Cfl1 in Mikroglia und deren Einfluss auf Lernen und Gedächtnis gewinnen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2395: Lokale und periphere Faktoren der mikroglialen Vielfalt und Funktion