Jeffrey M. Hubbard, Institut du Cerveau et de la Moelle Épinière, Paris, France

Sensorische Signale und die Erregung von Nervenzellen im Rückenmark: vom Fisch zum Säugetier

Gefördert in: 2014, 2015, 2016


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Problem: Die nach einer Rückenmarksläsion ablaufenden Entzündungsreaktionen führen zu einer Sekundärschädigung, es ist jedoch wenig bekannt darüber, was während dieser neuro-immunologischen Reaktionen an den Verbindungsstellen der einzelnen Nervenzellen abläuft.

Angriffspunkt: Neurone, die Kontakt mit der Zerebrospinalflüssigkeit haben und die motorische Erregung modulieren

Ziel: Erforschung, ob Nervenzellen, die im Kontakt mit der Zerebrospinalfüssigkeit stehen, biochemischen Entzündungssignale wahrnehmen können und sie in spinale Netzwerke übertragen.

 

Bewegungsmuster entstehen in spinalen Netzwerken, wie den sogenannte zentralen Mustergeneratoren (central pattern generators, CPG). Solche Bewegungsmuster liegen motorischen Aktivitäten wie Schlucken, Atmen aber auch der Laufbewegung, zugrunde. Das Interesse dieses Projekts fokussiert sich auf eine spezialisierte Klasse von sensorischen Nervenzellen, die in Kontakt mit der Zerebrospinalfüssigkeit stehen. Diese Nervenzellen beeinflussen durch die Freisetzung des hemmenden Überträgerstoffes GABA die motorische Erregung. Durch ihre einzigartige und bevorzugte Lage an der Grenze zwischen Zerebrospinalfüssigkeit und den spinalen Netzwerken können sie biochemische Entzündungssignale wahrnehmen und sie in spinale Netzwerke von Nervenzellen, die Bewegung generieren, übertragen. Da die Zusammensetzung der Zerebrospinalflüssigkeit durch Entzündungsreaktionen verändert wird, will diese Projekt untersuchen, in welchem Maß diese spezifischen Nervenzellen auf zirkulierende Entzündungssignale im Liquor reagieren und welche Effekt sie auf die Aktivität von Nervenzellen ausüben, die wichtig für die Generierung von Bewegungsmuster sind.

Das Projekt wird

  • mittels optogenetischen und elektrophysiologischen Methoden untersuchen, welche spinalen Nervenzellen monosynaptische Verbindungen mit den Nervenzellen eingehen, die direkten Kontakt zum Liquor haben. (Da die Zebrafischlarven durchsichtig sind, werden Signalwege, die genetisch farblich codiert wurden, durch Aktivierung sichtbar gemacht.)
  • nach Hervorrufen einer Entzündung die neuro-immunologische Interaktion in diesem sensorischen Reizleitungssystem in einem Wirbeltiermodell (Zebrafisch) testen.

 

Dieses Projekt untersucht die Auswirkungen von Entzündungssignalen und den Weg, über den sie die Erregung spinaler Netzwerke modulieren. Nach Evaluierung in einem Säugetiermodell können die Erkenntnisse zur Identifizierung von therapeutischen Angriffspunkten beitragen.