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Universität Basel

19. August 2016

Nervenstammzellen kontrollieren ihr eigenes Schicksal

Bisher wurde angenommen, dass die Entwicklung von Stammzellen von der Umgebung abhängt, in die sie eingebettet sind. Ein Forscherteam der Universität Basel beschreibt erstmals einen Prozess, nach dem neuronale Stammzellen im Hippocampus ihr Schicksal selbst über das Protein Drosha regulieren. Die Zeitschrift Cell Stem Cell hat die Resultate veröffentlicht.

Neuronale Stammzellen im ausgewachsenen Hippocampus einer Maus. Grün: Die Stammzellen und ihre Nachkommen exprimieren Protein. Magenta: Die Stammzellen des Hippocampus produzieren neue Neuronen. Blau: Ausgereifte Granularzellen. (Bild: Universität Basel, Departement Biomedizin)
Neuronale Stammzellen im ausgewachsenen Hippocampus einer Maus. Grün: Die Stammzellen und ihre Nachkommen exprimieren Protein. Magenta: Die Stammzellen des Hippocampus produzieren neue Neuronen. Blau: Ausgereifte Granularzellen. (Bild: Universität Basel, Departement Biomedizin)

Stammzellen sind nicht spezialisierte Zellen, die das Potenzial haben, sich in alle Zelltypen des menschlichen Körpers auszudifferenzieren. Normalerweise entwickeln Stammzellen jedoch nur solche Zelltypen, die zum jeweiligen Organ passen, in dem sie angesiedelt sind. Derzeit wird angenommen, dass die Stammzellendifferenzierung von ihrem Umfeld, der sogenannten Nische, kontrolliert wird. Stammzellen erhalten und interpretieren demnach bestimmte Faktoren, welche in ihrer Nische vorhanden sind und die Ausdifferenzierung in bestimmte Zelltypen steuern.

Im menschlichen Gehirn ist der Hippocampus für spezifische Gedächtnisfunktionen verantwortlich, eine Hirnregion, die bei Erkrankungen wie Demenz, Depressionen oder Epilepsie betroffen ist. Grundlage für die Funktionen des Hippocampus sind verschiedene Zelltypen, die sich aus neuronalen Stammzellen entwickeln. Grundsätzlich sind die neuronalen Stammzellen des ausgewachsenen Gehirns dazu in der Lage, drei Zelltypen zu entwickeln: Nervenzellen, Astrozyten und Oligodendrozyten. Im adulten Hippocampus werden allerdings keine Oligodendrozyten produziert – ein Umstand, für den es bisher keine Erklärung gab. 

Intrinsischer Zellmechanismus

Forscher am Departement Biomedizin der Universität Basel haben nun herausgefunden, dass das Schicksal von Stammzellen im Hippocampus nicht von der lokalen Nische, sondern von einem intrinsischen Zellmechanismus kontrolliert wird. Ihre Studie beschreibt die zentrale Rolle, die das Enzym Drosha in diesem Mechanismus spielt. Dabei verhindert Drosha, dass das Protein NFIB exprimiert wird, welches für die Ausdifferenzierung von Oligodendrocyten notwendig ist, und blockiert so deren Entwicklung.

Das Team um Prof. Verdon Taylor konnte erstmals zeigen, dass ein Prozess innerhalb der Zelle über deren Schicksal entscheidet und nicht äussere Einflüsse dafür verantwortlich sind. «Unsere Forschungsresultate zum Protein Drosha verändern, wie wir bisher über das Zellschicksal nachgedacht haben», so der Zellbiologe Taylor. Seine Forschungsgruppe möchte nun untersuchen, ob und wie Stammzellen die Aktivität von Drosha selber regulieren, um das Zellschicksal der jeweiligen Nachfrage anzupassen.

Originalartikel

Chiara Rolando, Andrea Erni, Alice Grison, Robert Beattie, Anna Engler, Paul J. Gokhale, Marta Milo,Thomas Wegleiter, Sebastian Jessberger, and Verdon Taylor
Multipotency of Adult Hippocampal NSCs In Vivo Is Restricted by Drosha/NFIB
Cell Stem Cell (2016), doi: 10.1016/j.stem.2016.07.003


Weitere Auskünfte

Verdon Taylor, Universität Basel, Departement für Biomedizin, Tel. +41 61 207 30 91, E-Mail: verdon.taylor@unibas.ch

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