Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Regler der Myelin-Produktion im Nervensystem entdeckt

26.03.2004


Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für experimentelle Medizin haben einen molekularen Wachstumsfaktor entdeckt, der das Ausmaß der Myelinbildung bei Nervenzellen steuert


In transgenen Mäusen wurde die Menge des axonalen Neuregulin-1-Signals durch eine Überexpression dieses Gens in Neuronen experimentell erhöht. Diese Fehlinformation führt zu einem übermäßigen Wachstum der Schwannzellen und einer pathologisch überhöhten Myelinbildung, wie sie in dieser elektronenmikroskopischen Aufnahme des Ischias-Nervs zu sehen ist.
Bild: Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin



Im Nervensystem von Vertebraten ist die Umhüllung der Nervenfasern durch so genannte "Myelinscheiden" essentiell für die schnelle und akkurate Fortleitung von Nervenimpulsen. Die Dicke dieser Myelin-Schichten ist im gesunden Organismus stets proportional zur Stärke der Nervenfaser. Ein Wissenschaftlerteam des Max-Planck-Instituts für experimentelle Medizin um Prof. Klaus Armin Nave hat jetzt bei Mäusen entdeckt, dass diese Proportionalität über den so genannten axonalen Neuregulin-1-Faktor (Nrg1) reguliert wird. Je nachdem, wie viel von diesem Signal auf der Oberfläche von Nervenzellen exprimiert wird, desto stärker oder schwächer wachsen die Schwannschen Zellen, die die Myelin-Schutzschicht um die Nervenfasern bilden (Science, 26. März 2004). Die Entdeckung dieses Wachstumsfaktors ist von grundsätzlicher Bedeutung für ein besseres Verständnis körpereigener Reparaturprozesse und insbesondere für Therapien demyelinisierender Erkrankungen des Menschen, wie der Multiplen Sklerose.



Myelin funktioniert in unserem Nervensystem als ein elektrischer Isolator für die Ionenströme im Nervenzellfortsatz (Axon). Es ist damit unmittelbar für die hohe Geschwindigkeit der Reizweiterleitung verantwortlich. Myelinscheiden entstehen durch einen Wachstumsprozess hochspezialisierter Gliazellen sowohl entlang dünner als auch dicker Axone. Im peripheren Nervensystem sind es Schwannzellen, die sich spiralförmig um das Axon wickeln. Die Dicke der dabei entstehenden Myelinscheide ist erstaunlicherweise immer proportional zur Dicke des umwickelten Axons selbst. Seit fast einhundert Jahren stellt man sich deshalb bereits die Frage, auf welche Weise die Schwannzellen "wissen" können, ob sie gerade ein dickes oder ein dünnes Axon umwickeln, um dann entsprechend unterschiedlich stark wachsen.

Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin ist es nun gelungen, mit der Hilfe von transgenen Mäusen und Mausmutanten einen wichtigen Mechanismus dieser Axon-Glia-Kommunikation aufzudecken. Danach exprimieren Nervenzellen (Neurone) einen Wachstumsfaktor, Neuregulin-1, und präsentieren diesen auf der Oberfläche ihrer Nervenenden (Axone) den Myelin-bildenden Schwannzellen, den diese dann durch Rezeptorproteine erkennen. Die Forscher stellten fest, dass es die Menge des Neuregulin-1-Faktors ist, die den Schwannzellen auf biochemischem Weg sagt, welchen Durchmesser das zu umwickelnde Axon hat. Denn dicke Axone haben eine größere Oberfläche mit mehr Neuregulin-1 als dünnere Nervenenden.

Verringert man nun in einer Mausmutante das axonale Neuregulin-1-Signal experimentell auf die Hälfte, so erhalten die Myelin-bildenden Schwanzellen falsche Informationen über den Durchmesser des Axons. Tatsächlich bilden sie in den Experimenten dann weniger Myelin, eben nur für ein kleinkalibrigeres Axon. Dadurch aber ist das dicke Axon schlechter isoliert und die Nervenleitgeschwindigkeit in dieser Mausmutante geht zurück.

Umgekehrt beobachteten die Max-Planck-Wissenschaftler genau das Gegenteil in transgenen Mäusen, die sie durch Überexpression dieses Gens dazu gebracht hatten, eine überhöhte Menge des axonalen Neuregulin-1-Signals in ihren Neuronen zu produzieren. Diese Fehlinformation führte zu einem übermäßigen Wachstum der Schwannzellen und einer pathologisch überhöhten Myelinbildung (vgl. Abb. 1), wie man sie in Mäusen normalerweise nicht beobachten kann.

Die Forscher vermuten, dass sich auch im zentralen Nervensystem ein ähnliches Signalsystem zwischen Axonen und Gliazellen entwickelt hat und die Myelinbildung steuert. Das zu untersuchen ist Gegenstand ihrer nächsten Projekte.

Michael Sereda, Neurologe am Klinikum der Universität Göttingen und einer der Autoren der Studie, sagt: "Die Entdeckung dieses Wachstumsfaktors, der den Umfang der Myelinbildung im Nervensystem steuert, ist von grundlegender Bedeutung und weckt auch neue Hoffnungen. Weitere Experimente sollen zeigen, ob man mit Neuregulin gezielt Reparaturprozesse im kranken Nervensystem unterstützen und für Therapien, zum Beispiel bei Multipler Sklerose, einsetzen kann. Doch bis dahin ist es noch ein langer Weg."

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Prof. Klaus-Armin Nave
Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin, Göttingen
Tel.: 0551 3899-757, Fax: -758
E-Mail: nave@em.mpg.de

Dr. Michael W. Sereda, MD
Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin und Universität Göttingen, Göttingen
Tel.: 0551 3899-732/745, Fax: -758
E-Mail: sereda@em.mpg.de

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Axon Myelinbildung Mäuse Nervensystem Schwannzellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics