Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gen steuert Stammzellen während Muskelregeneration

02.06.2015

Prmt5 Gen reguliert Aktivität und Funktion von Muskelstammzellen bei geschädigtem Skelettmuskel

Im Vergleich zu vielen anderen Organen hat die Skelettmuskulatur ein hohes Regenerationspotenzial. Bei einer Schädigung des Muskels beginnen zwischen einzelnen Muskelfasern angesiedelte Muskelstammzellen, die auch als Satellitenzellen bezeichnet werden, sich in kürzester Zeit zu teilen und die geschädigten Muskelzellen zu ersetzen.


Ohne Prmt5 heilt der Muskel nicht: Fehlt Prmt5 (rechts), kommt die Muskelregeneration weitestgehend zum Erliegen (links Kontrolltier mit einzelnen regenerierten Muskelfasern).

MPI f. Herz- und Lungenforschung

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben entdeckt, dass ein als Prmt5 bezeichnetes Protein die Aktivität dieser Stammzellen wesentlich reguliert. Nun soll in weiteren Studien untersucht werden, welche Rolle das Prmt5 bei Muskelerkrankungen spielt.

Schon seit Jahrzehnten ist die Existenz von Satellitenzellen in der Skelettmuskulatur gängiges Schulbuchwissen. Die kleinen, kugeligen Stammzellen sind im Muskel zwischen den einzelnen Muskelfasern zu finden. Im Normalfall sind sie weitestgehend inaktiv. Dies ändert sich allerdings im Falle einer Muskelverletzung schlagartig. Innerhalb kürzester Zeit vermehren sich die Satellitenzellen und heilen die Verletzung, indem sie geschädigte Muskelfasern ersetzen.

Der Wechsel zwischen dem inaktiven Zustand der Satellitenzellen und ihrer gesteigerten Aktivität im Falle einer Muskelverletzung muss optimal ausbalanciert sein. Vermehren sich Satellitenzellen im gesunden Muskel unkontrolliert, erhöht dies die Tumorgefahr. Umgekehrt ist die Muskelregeneration gestört, wenn die Satellitenzellen im Verletzungsfall nicht schnell genug aktiviert werden.

Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Thomas Braun vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun ein für die Regulation der Aktivität von Satellitenzellen entscheidendes Gen identifiziert. In isolierten, aus der Maus stammenden Muskelstammzellen identifizierten die Forscher 120 Gene, die für die Funktion dieser Zellen wichtig sind.

Im nächsten Schritt schalteten sie eines dieser Gene, Prmt5, in den Satellitenzellen erwachsener Mäuse ab. „Bei gesunden Mäusen hatte das Ausschalten von Prmt5 in den Satellitenzellen keinen Effekt auf die Muskulatur. Das war aber völlig anders, wenn die Mäuse eine Muskelverletzung hatten“, sagt Ting Zhang, Erstautorin der Studie. In diesem Fall waren keine Anzeichen einer Regeneration zu erkennen, während bei Kontrollmäusen mit aktivem Prmt5-Gen die Muskulatur normal heilte. „Statt neuem Muskelgewebe zeigten die Mäuse ohne Prmt5 im Laufe der Zeit deutliche Anzeichen einer Fibrose.“

In weiteren Experimenten untersuchten die Max-Planck-Forscher, auf welche Weise Prmt5 die Muskelregeneration reguliert. In Mäusen ohne Prmt5 war die Anzahl der Satellitenzellen deutlich reduziert. Offensichtlich ist das Gen wichtig für die Regulation der Teilungsaktivität. Zudem fanden sie Hinweise darauf, dass Prmt5 auch das vorzeitige Absterben der Satellitenzellen verhindert und eine wichtige Rolle bei der Umwandlung in funktionelle Muskelfasern spielt.

Die Bad Nauheimer Wissenschaftler hoffen, mit ihrer Studie auch die Entstehung von Muskelerkrankungen beim Menschen besser verstehen zu können. „Der Verlust von Muskelgewebe bei fehlendem Prmt5 zeigt deutliche Parallelen zu degenerativen Muskelerkrankungen, beispielsweise der Duchenne Muskeldystrophie“, sagt Johnny Kim aus Brauns Arbeitsgruppe. Die Gruppe hofft nun, dass Mäuse, denen das Prmt5-Gen fehlt, zukünftig als Modell für diese Krankheit dienen könnten. „Wir möchten aber auch untersuchen, welche Rolle Prmt5 für die Entstehung von Muskelhypertrophien und bestimmten Tumorerkrankungen spielt“, so Kim.

Originalpublikation:
Ting Zhang, Stefan Günther, Mario Looso, Carsten Künne, Marcus Krüger, Johnny Kim, Yonggang Zhou, Thomas Braun
Prmt5 is a regulator of muscle stem cell expansion in adult mice
Nature Communications. DOI:10.1038/ncomms8140

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. habil. Thomas Braun
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Telefon:+49 6032 705-1102
E-Mail:thomas.braun@mpi-bn.mpg.de

Dr. Matthias Heil
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Telefon:+49 6032 705-1705
E-Mail:matthias.heil@mpi-bn.mpg.de

Dr Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/
http://www.mpi-bn.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung
26.04.2017 | Universität Ulm

nachricht Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt
26.04.2017 | Universität Basel

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: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie