Neuroregeneration
AG Neuroregeneration
Leiterin
Mitarbeiter
Forschungsschwerpunkte
Die eingeschränkte Regenerationsfähigkeit von Projektionsneuronen des Gehirns und Rückenmarkes führt nach ihrer akuten Schädigung und im Rahmen chronischer Degenerationsprozesse zu irreversiblem Funktionsverlust und klinisch schwerer, dauerhafter Beeinträchtigung. Neben der Expression von Wachstumsinhibitoren des extrinsischen Milieus (u.a. Epitope der von Oligodendrozyten produzierten weißen Substanz; Matrixproteine der glialen Narbe, pro-inflammatorische Prozesse) wird die entwicklungsabhängige Dominanz eines non-permissiven Kodierungsmusters für die weitgehend ersatzlose Waller-Degeneration geschädigter Projektionen im ZNS verantwortlich gemacht.
Die Arbeitsgruppe untersucht schwerpunktmäßig zellintrinsische Regulatoren der axonalen Regeneration im maturen, postläsionellen ZNS. Ergänzend werden Faktoren analysiert, die während der Embryonalentwicklung Zellproliferation und -differenzierung sowie axonale Polarität beeinflussen.
Die Arbeitsgruppe konzentriert sich auf folgende Teilprojekte
- Beeinflussbarkeit von postläsionellem neuronalen Überleben und axonaler Regeneration nach experimenteller Axotomie und Crush-Läsion des Nervus opticus durch Zelltypus-spezifische Manipulation der Expression von Transkriptionsfaktoren und Kandidatengenen
- Analyse von Faktoren, die embryonal an der strukturellen und topographischen Formation der retino-tectalen Projektion beteiligt sind
- Charakterisierung postläsioneller De- und Remyelinisierungsprozesse
- Morphologische und funktionelle Charakterisierung der regenerativen Antwort nach Deafferentierung
- Untersuchungen zur MR-basierten Langzeit-Regeneration am Tier
Erkenntnisse zur axonalen Wachstumskodierung sollen neue Perspektiven für therapeutische klinische Ansätze, z.B. nach traumatischer Rückenmarksläsion, im Rahmen der ischämischen oder entzündlichen Opticusneuritis und der Multiplen Sklerose eröffnen.
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Abb.1: A. Neuritenwachstum deafferentierter retinalen Ganglienzellen (RGZ) in Kultur. B. „Whole mount“ Präparat einer Retina. Grün: RGZ; rot: Müller-Glia. C. Schematische Darstellung der retino-tectalen Projektion und angewandte Interventionen. |
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Abb. 2: Stationen der retino-tectalen Projektion. Technik: Obere Reihe: anterogrades Tracing Untere Reihe: MRI (Maus) A;D: Optischer Nerv (ON) B,E: Corpus geniculatum (LGN) C,F: Superiorer Colliculus (SC) |
Methodenspektrum
- mikrochirurgische Präparations- und Operationstechniken am Tiermodell
- Läsionsmodelle des N. opticus (Axotomie, Crush)
- In vivo Tracing-Techniken der visuellen Projektion
- Retinale Primärkultur
- Molekularbiologische Techniken (RT-PCR, Western Blot)
- Histologie
- Immunhistochemie/Immunfluoreszenz
- Elektronenmikroskopie (ELMI)
- MRT- basierte in vivo Bildgebung der retino-tectalen Projektion
- In vivo Testung visueller Funktionen am Tiermodell
Kooperationspartner
- Prof. Falk Weih, AG Immunologie, Institut für Altersforschung, Fritz-Lippmann-Insitut (FLI), Jena (http://www.imb-jena.de/)
- Dr. Ronny Haenold, AG Immunologie, Institut für Altersforschung, Fritz-Lippmann-Insitut (FLI), Jena (http://www.imb-jena.de/)
- Prof. Christoph Englert, AG Molekulare Genetik, Institut für Altersforschung, Fritz-Lippmann-Insitut (FLI), Jena (http://www.imb-jena.de/)
- Dr. Christian Schmeer, AG Neuro-gliale Interaktion, Experimentelle Neurologie, Jena (http://www.neuro.uniklinikum-jena.de/Forschung.htlm)
- Prof. Siegrid Löwel, Institut für Allgemeine Zoologie, FSU Jena (http://www2.uni-jena.de/biologie/zoologie/)
- PD Dr. Karl Schmidt, Institut für Allgemeine Zoologie, FSU Jena (http://www2.uni-jena.de/biologie/zoologie/)
- Prof. Jürgen Reichenbach, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (IDIR), FSU Jena (http://www.med.uni- jena.de/idir/institution/html/wissenschaftliche_mitarbeiter_34.html)
- Dr. Karl-Heinz Hermann, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (IDIR), FSU Jena (http://www.med.uni-jena.de/idir/institution/html/wissenschaftliche_mitarbeiter_34.html)
Förderungen
derzeit IZKF
Ausgewählte Publikationen
Kretz A., Marticke J.K., Happold C.J., Schmeer C., Isenmann S. A primary culture technique of adult retina for regeneration studies on adult CNS neurons. Nature Protocols 2: 131-140, 2007.
Kretz A., Kügler S., Happold C., Bähr M., Isenmann S. Excess Bcl-XL increases the intrinsic growth potential of adult CNS neurons in vitro. Mol Cell Neurosi 26: 63-74, 2004.
Kretz A., Happold C., Marticke J., Isenmann S. Erythropoietin promotes CNS regeneration via Jak2/Stat3 and PI3K/AKT pathway activation. Mol Cell Neurosi 29: 569-579, 2005.
Kretz A., Jacob A.M., Tausch S., Straten G., Isenmann S. Regulation of GDNF and its receptor components GFR-α1, -α2 and Ret during development and in the mature retino-collicular pathway. Brain Res 1090: 1-14, 2006.
Isenmann S., Kretz A., Cellerino A. Molecular determinants of retinal ganglion cell development, survival, and regeneration. Prog Retin Eye Res 22, 483-543, 2003.