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Universität Basel

22. Juli 2016

Signale der Hirnflüssigkeit steuern das Verhalten von Stammzellen im Gehirn

Eine Forschungsgruppe am Biozentrum der Universität Basel hat den Plexus choroideus – ein Adergeflecht im Gehirn, das die Hirnflüssigkeit produziert – untersucht und herausgefunden, dass dieser neurale Stammzellen im erwachsenen Gehirn reguliert. Die im Fachjournal «Cell Stem Cell» veröffentlichten Ergebnisse zeigen zudem, dass sich vom Plexus choroideus abgesonderte Signalstoffe beim Älterwerden verändern und damit das Verhalten der neuronalen Stammzellen im erwachsenen Gehirn.

Stammzellen, Nervenzellen
Wenn Stammzellen aus einem alten Gehirn mit Signalen aus einem jungen Plexus choroideus zusammengebracht werden, teilen sie sich und bilden neue Nervenzellen (rot). © Biozentrum, Universität Basel

Stammzellen sind unspezifische Zellen, die sich in verschiedenen Organen unseres Körpers befinden. Sie haben die Fähigkeit, spezialisierte Zellen unseres Körpers zu bilden. Im erwachsenen Gehirn sind neuronale Stammzellen,  die im Laufe unseres Lebens für die Bildung von Nervenzellen im Gehirn sorgen. Sie befinden sich in einzigartigen Mikroumgebungen, den sogenannten Nischen, die ihnen über Signalstoffe den Befehl zur Selbsterneuerung und Differenzierung geben. Stammzellen im erwachsenen Gehirn sind im Kontakt mit Ventrikeln, kleinen mit Hirnflüssigkeit gefüllten Kammern. Die Hirnflüssigkeit wird vom Plexus choroideus produziert und umgibt und schützt das Gehirn. Das Team von Prof. Fiona Doetsch am Biozentrum der Universität Basel hat herausgefunden, dass der Plexus choroideus ein wichtiger Bestandteil der Stammzellnische ist, dass sich dessen Eigenschaften im Laufe des Lebens verändern und er so das Verhalten der Stammzellen beeinflusst.

Signalstoffe des Plexus choroideus steuern Stammzellen

Die Forschungsgruppe von Fiona Doetsch konnte zeigen,  dass der Plexus choroideus eine Vielzahl von wichtigen Signalstoffen in die Hirnflüssigkeit absondert. Diese sind wichtig für die Steuerung von Stammzellen im Laufe des Lebens. So verringert sich beim Älterwerden die Häufigkeit der Stammzellteilungen sowie die Bildung neuer Nervenzellen. Das Forscherteam fand heraus, dass obwohl sich im erwachsenen Gehirn Stammzellen befinden und diese auch fähig sind, sich zu teilen, sie es dennoch viel seltener tun. „Ein Grund dafür ist, dass im gealterten Plexus choroideus andere Signalstoffe vorliegen. Daher erhalten die Stammzellen beim Älterwerden andere Informationen und sind weniger gut in der Lange, neue Nervenzellen zu bilden. Mit anderen Worten: Die Fitness der Stammzellen in dieser Region wird verringert", erklärt Violeta Silva Vargas, Erstautorin der Studie. "Erstaunlich ist, dass wenn man ältere Stammzellen mit Hirnflüssigkeit aus einem jungen Gehirn zusammenbringt, sich die älteren Stammzellen sehr wohl zur Zellteilung anregen lassen. Sie benehmen sich dann wie die jungen“, so Silva Vargas.

Neue Möglichkeit im Verständnis von Gehirnfunktion bei Gesundheit und Krankheit

In Zukunft plant das Forschungsteam die Zusammensetzung der Signalstoffe in dem vom Plexus choroideus abgesonderten Hirnwasser genauer zu untersuchen. Die Forscher möchten herausfinden,  wie sich diese Signalstoffe in verschiedenen Zuständen des Körpers verändern und wie sie die Stammzellen beeinflussen. „Wir können uns den Plexus choroideus als Giesskanne vorstellen, die die Stammzellen mit Signalstoffen versorgt. Die Ergebnisse der Studie zeigen zudem einen neuen Verständnisansatz, wie die verschiedenen physiologischen Zustände des Körpers unsere Stammzellen im Gehirn bei Gesundheit und Krankheit beeinflussen. Auch könnten sie neue Denkanstösse für Therapien geben", so Fiona Doetsch.

Originalartikel

Violeta Silva-Vargas, Angel R. Maldonado-Soto, Dogukan Mizrak, Paolo Codega, Fiona Doetsch
Age-Dependent Niche Signals from the Choroid Plexus Regulate Adult Neural Stem Cells.
Cell Stem Cell, published online 21 July 2016 | DOI: 10.1016/j.stem.2016.06.013


Weitere Auskünfte

Heike Sacher, Universität Basel, Biozentrum, Kommunikation, Tel. +41 61 267 14 49, E-Mail: heike.sacher@unibas.ch

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