of the Max - MDC

(Photo: Dr. Hagen Wende, Research Group: Prof. Carmen Birchmeier. Copyright MDC).
Single Nerve Fibers of the Sciatic Nerve in the Mouse.
Einzelne Nervenfassern des Ischias-Nervs der Maus.
es, which allows a single neuron to innervate multiple targets, and is
important for the integration of information. Sensory neurons enter
the spinal cord, where they bifurcate to form a a rostral and caudal
arm. The group of Fritz Rathjen discovered that cGMP signaling controls
this process. They identified a receptor guanylyl cyclase (Nrp2)
and a serine-threonine kinase regulated by cGMP (cGKI) to control the
bifurcation process, using mice that carry mutations in the Nrp2 and
cGKI genes (Schmidt et al., J. Cell Biol. 2007, Epub ahead of print).
The group of Gerd Kempermann concentrates on the analysis of adult
neural stem cells. They found that voluntary wheel-running by mice
during pregnancy and lactation led to a twofold increase in neural
stem cells in their offspring. Thirty-six days after birth, the number of
newly generated granule cells approximately doubled, resulting in a
40% higher total number of granule cells in pups born to running
mothers as compared with controls. These data indicate that maternal
behaviour and physical activity affect infantile growth-factor expression
and can transiently stimulate postnatal hippocampal development
in the offspring (Blick-Sander et al., 2006, PNAS 103:3852-7).
Neural precursor cells contribute to limited attempts at brain repair
after injury. In a collaboration between the groups of Helmut
Kettenmann and Gerd Kempermann, endogenous neural precursor
cells were analyzed in a murine glioblastoma model. Neural precursor
cells were found to migrate from the subventricular zone toward the
tumour and surround it. Tumour-induced endogenous precursor cell
accumulation decreased with the age of the recipient. This correlated
with increased tumour size and shorter survival times in aged mice.
Co-injection of glioblastoma cells with neural precursors improved
the survival time of old mice to a level similar to that in young mice
(Glass et al., J. Neuroscience, 2005, 25, 2637-46).
Die Empfindlichkeit sensorischer Neuronen auf äussere Reize ist durch
externe Faktoren beeinflussbar. Alistair Garrat fand in Zusammenarbeit
mit Gary Lewin heraus, dass der Tyrosinkinase-Rezeptor c-Kit zusammen
mit SCF (den für den Rezeptor spezifischen Stammzellfaktoren) die Feinregulation
der Reaktionsbereitschaft sensorischer Neuronen auf hautschädigende
Hitzereize bewirken. Mäuse, die eine c-Kit-Mutation tragen,
reagieren deutlich weniger heftig auf Hitzereiz. Auch die Hemmung der c-
Kit-Funktion durch den niedermolekularen Inhibitor Imatinib dämpft die
hitzebedingte Schmerzreaktion deutlich (Milenkovic et al., Neuron 2007,
Epub ahead of print). Dies wäre ein neues Einsatzgebiet für diesen Wirkstoff,
der bereits in der Krebsbehandlung für allerdings andere Massnahmen
eingesetzt wird.
Nervenzellen bilden, um synaptische Verbindungen herzustellen, in einer
geordneten und geregelten Weise Axone und Dendriten aus. Das einzelne
Neuron ist auch zur Bildung axonaler Verzweigungen befähigt und kann
so mehrere Zielorte innervieren. Hierdurch werden Trajektorienmuster
festgelegt, die für die Integration der sensorischen Information wichtig
sind. Sensorische Neuronen reichen bis ins Rückenmark, wo sie sich in
einen rostralen und einen kaudalen Arm aufzweigen. Die Gruppe um Fritz
Rathjen entdeckte, dass dieser Prozess durch cGMP-abhängige Signalleitung
kontrolliert ist. Sie identifizierten eine Rezeptor-Guanylcyclase
(Nrp2) und eine durch cGMP regulierte Serin-Threonin-Kinase (CGKI) als
Kontrollort dieses Aufzweigungsprozesses. Dies konnte an Mäusen gezeigt
werden, die Mutationen in den Genen Nrp2 und CKGI aufwiesen (Schmidt
et al., J. Cell. Biol. 2007, Epub ahead of print).
Die Arbeitsgruppe von Gerd Kempermann konzentriert sich auf die Analyse
adulter neuraler Stammzellen. Sie fand heraus, dass die spontane motorische
Aktivität von trächtigen Tieren im Laufrad zu einer zweifachen
Zunahme neuraler Stammzellen bei den Nachkommen führt. 36 Tage nach
der Geburt war die Anzahl neu entstandener Granulazellen annähernd verdoppelt.
Das heißt, bei den Nachkommen von im Laufrad aktiven Tieren,
war die Anzahl von Granulazellen gegenüber den Kontrolltieren um 40%
erhöht.. Diese Ergebnisse zeigen, dass mütterliche Verhaltensweisen, insbesondere
physische Aktivität, bei den Nachkommen die Wachstumsfaktor-
Expression beeinflussen und deren postnatale Entwicklung im Hippocampus
stimulieren können (Blick-Sander et al., 2006, PNAS 103:3852-3857).
Neurale Vorläuferzellen tragen zu den (freilich begrenzten) Reparaturversuchen
des Gehirns nach Verletzungen bei. Die Gruppen von Helmut
Kettenmann und Gerd Kempermann studierten neurale Vorläuferzellen
in einem Glioblastoma-Mausmodell. Sie stellten fest, dass neurale Vorläuferzellen
von der subventrikulären Zone auf den Tumor zuwanderten und
ihn umgaben. Diese Tumor-induzierte Anhäufung von endogenen Vorläuferzellen
nahm parallel zum Alter des Versuchstiers ab. Das ist ein Befund,
der mit dem grösseren Tumorvolumen und der verkürzten Überlebenszeit
älterer Tiere in diesen Versuchen korrelierte. Kombinierte Injektion von
neuralen Vorläuferzellen zusammen mit den Glioblastomzellen verbesserten
die Überlebenszeit älterer Tiere bis hin zu Werten, die bei jungen Mäusen
erreicht werden (Glass et al., J. Neuroscience, 2005, 25:22637-2646).
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