Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lang gesuchter Differenzierungsfaktor für neurale Stammzellen gefunden

30.06.2009
Warum neurale Stammzellen sich teilen und differenzieren/Inhibitor für Notch-Rezeptoren/Stimulator bei neurodegenerativen Erkrankungen

Neurale Stammzellen bilden die zelluläre Reserve für unser Gehirn. Sie können sich entweder teilen und neue Stammzellen bilden, oder aber zu Nervenzellen, Gliazellen und Oligodendrozyten ausdifferenzieren. Gliazellen sind die Versorgungszellen im Umfeld der Nervenzellen, während Oligodendrozyten sich als Isolierschicht um die langestreckten Axone legen, was die Reizleitung stark beschleunigt.

Doch woher "weiß" eine neuronale Stammzelle, in welche Richtung sie sich entwickeln soll? Auf der molekularen Ebene spielt bei der Steuerung dieser Vorgänge offenbar die Familie der Notch-Rezeptoren eine wichtige Rolle. Bislang waren allerdings ausschließlich aktivierende Liganden dieser Rezeptoren bekannt. Nun haben Biochemiker der Goethe-Universität erstmals einen lang vermuteten, aber bisher nicht identifizierten löslichen Notch-Inhibitor gefunden.

Wie die Forscher um Privatdozent Mirko Schmidt und Prof. Ivan Dikic in der Morgen erscheinenden Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift "Nature Cell Biology" berichten, handelt es sich um den sekretierten Inhibitor EGFL7 (Epidermal Growth Factor-like domain 7), der bisher im Zusammenhang mit der Bildung von Blutgefäßen bekannt war. "Es war eine große Überraschung für uns, als wir entdeckten, dass EGFL7 an die extrazellulären Domänen der Notch-Rezeptoren bindet und dadurch Notch-Liganden verdrängt, mit denen er um die gleiche Bindungsstelle am Rezeptor konkurriert" erklärt Ivan Dikic. Diesen antagonistischen Effekt von EGFL7 untersuchten die Forscher detailliert in adulten neuralen Stammzellen. Die Teilung dieser Zellen hängt von einer intakten Interaktion des Liganden Jagged1 mit dem Rezeptor Notch1 ab. Zugabe von EGFL7 blockierte diese essentielle Interaktion und reduzierte die Teilung der neuralen Stammzellen. Gleichzeitig fördert EGFL7 aber die Differenzierung neuraler Stammzellen zu Neuronen.

"Aus der Literatur ist bekannt, dass Notch Signale auf der einen Seite die Bildung von Gliazellen aus neuralen Stammzellen stimulieren, andererseits aber die Bildung von Neuronen sowie die Reifung von Oligodendrozyten hemmen", erklärt Mirko Schmidt vom Neurologischen Institut der Goethe-Universität. Sind die Notch-Signale inhibiert, kehrt sich die Situation um: Es differenzieren mehr neurale Stammzellen zu Neuronen aus. Genau diese Situation trat durch die Zugabe von EGFL7 ein. Um nachzuweisen, dass diese Effekte nicht nur im Reagenzglas auftreten, sondern auch in vivo vorkommen könnten, untersuchten die Forscher Gewebeschnitte aus Mäusegehirnen. Als Quelle von EGFL7 im adulten Hirn identifizierten sie ausgereifte Neuronen, deren lokale Verteilung im Hirn durchaus biologisch sinnvoll ist, da Regionen mit einem hohen Anteil an Stammzellen, wie die Subventrikulärzone, wenig bis kein EGFL7 exprimieren. "Neuronen schaffen auf diese Weise möglicherweise wieder neue Neuronen", interpretiert Schmidt das Ergebnis.

Diese Entdeckung eröffnet eine Vielzahl von medizinischen Anwendungsmöglichkeiten. Die Reifung von adulten Stamm- oder Vorläuferzellen ist signifikant für die Steuerung der Entwicklung multipler Gewebe, beispielsweise im Nervensystem oder im Herzen. Inzwischen sind auch Krebsstammzellen bekannt, die insbesondere bei der Entstehung von Hirntumoren eine Rolle spielen. "Neben dieser inhibitorischen Wirkung könnte EGFL7 allerdings auch als neuronaler Differenzierungsfaktor eine stimulierende Anwendung bei ischämischen Insulten oder neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson finden, da es die Bildung von Neuronen fördert" prognostizieren Dikic und Schmidt. Die Wissenschaftler der Goethe University diese Entdeckung durch ein Patent geschützt. Ihre zukünftige Arbeit wird nun zeigen, bei welchen Erkrankungen EGFL7 sein therapeutisches Potential entfalten kann.

Informationen:
Privatdozent Mirko Schmidt, Neurologisches Institut, Campus Niederrad, Tel.: (069) 6301-84157, mirko.schmidt@kgu.de.

Prof. Ivan Dikic, Institut für Biochemie II, Campus Niederrad, Tel.: (069) 6301-83647; ivan.dikic@biochem2.de.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. Vor 94 Jahren von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungs¬universität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht derzeit für rund 600 Millionen Euro der schönste Campus Deutschlands. Mit über 50 seit 2000 eingeworbenen Stiftungs- und Stiftungsgastprofes¬suren nimmt die Goethe-Uni den deutschen Spitzenplatz ein. In drei Forschungsrankings des CHE in Folge und in der Exzellenzinitiative zeigt sich die Goethe-Universität als eine der forschungsstärksten Hochschulen.

Herausgeber Der Präsident der Goethe-Universität Frankfurt am Main. Redaktion Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation. Abteilung Marketing und Kommunikation, Senckenberganlage 31, 60325 Frankfurt am Main, Tel: (069) 798-9228, Fax: (069) 798-28530, hardy@pvw.uni-frankfurt.de.

Weitere Informationen:
http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/abs/ncb1896.html
http://www.nature.com/stemcells/2009/0906/090618/full/stemcells.2009.84.html
http://www.signaling-gateway.org/update/featured/
http://www.cef-mc.de/
http://www.biochem2.com/

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

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: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

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

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

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