Generierung, Differenzierung und Analyse humaner iPS Zellen im Rahmen definierter genetischer Synaptopathien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Shank Proteine sind „Master-Scaffolding“ Moleküle der postsynaptischen Dichte exzitatorischer Synapsen. Der Verlust oder die Mutation von Shank Genen (z.B. Shank3 beim Phelan McDermid Syndrom, PMS) führt in vielen Fällen zu neuropsychiatrischen Krankheitsbildern aus dem autistischen Spektrum (ASD), die oftmals mit verschiedenen anderen Symptomen (Dysmorphien, muskuläre Hypotonie) vergesellschaftet sind. Die Analyse von Motoneuronen, die aus iPS Zellen von PMS Patienten generiert wurden, zeigten nur wenige morphologische Auffälligkeiten, allerdings eine signifikante Herunterregulation von Untereinheiten des Acetylcholinrezeptors. Die Expressionsunterschiede nahmen dabei im Verlauf der neuronalen Maturierung zu und führten zu deutlichen elektrophysiologischen Veränderungen der Motoneurone. Diese Änderungen könnten sehr wohl die muskuläre Hypotonie von PMS Patienten erklären. Untersuchungen an neuromuskulären Endplatten nach Ko-kultur von humanen Motoneuronen und Muskelzellen (iPS) wird weiteren Aufschluss über die physiologische Signifikanz der Beobachtungen geben. Zusätzlich werden der Vergleich mit Neuronen, die Shank2 Mutationen tragen, und die Zellanalyse nach Einfügen definierter Shank3 Mutationen mit Hilfe der CRISP/CAS Methode helfen, die Pathomechanismen genetisch definierter neuropsychiatrischer Erkrankungen weiter aufzuklären.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Autistic-like behaviours and hyperactivity in mice lacking ProSAP1/Shank2. Nature, 486: 256-260 (2012)
Schmeisser MJ, Ey E, Wegener St, Kuebler A, Bockmann J, Shiban E, Spilker C, Balschun D, Skryabin BV, tom Dieck S, Smalla KH, Montag D, Leblond C, Faure P, Torquet N, Le Sourd AM, Stempel V, Shoichet S, Schmitz D, Kreutz MR, Bourgeron T, Gundelfinger ED and Boeckers TM
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nature11015) - Microarray-Based Comparisons of Ion Channel Expression Patterns: Human Keratinocytes to Reprogrammed hiPSCs to Differentiated Neuronal and Cardiac Progeny. Stem Cells Int. 784629 (2013)
Linta L, Stockmann M, Lin Q, Lechel A, Proepper C, Boeckers TM, Kleger A, Liebau S
(Siehe online unter https://doi.org/10.1155/2013/784629) - Tbx3 governs cell fate decision towards mesendoderm in mouse embryonic stem cells. Stem cell reports 29;1(3):248-65 (2013)
Weidgang C, Tata PR, Russell R, Mueller M, Bernemann C, Friedle H, Illing A, Lin Q, Kühl M, Brunner C, Boeckers TM, Seufferlein T, von Wichert G, Zenke M, Kyba M, Schöler H, Arnold SJ, Liebau S and Kleger A
- The Dynactin p150 Subunit: Clinical and cell biology studies of 4 mutations found in ALS/MND and Parkinsonian Syndromes. J Neural Transmission 120(5):785-98 (2013)
Stockmann M, Meyer-Ohlendorf M, Yin H; Hendrich C, Linta L, Proepper Ch, Kuh GF; Baumann B, Langer T, Schwalenstöcker B, Braunstein KE, von Arnim Ch, Schneuwly St, Suessmuth S, Meyer Th, Wong PC, Boeckers TM, Ludolph AC and Liebau St
- The Nedd4 binding protein 3 (N4BP3) is crucial for the correct axonal and dendritic branching in developing neurons. Neural Development 17;8:18 (2013)
Schmeisser MJ, Kühl SJ, Weis TM, Beth NH, Schoen M, Grabrucker AM, Kühl M, Boeckers TM
- Neurobiology of autism gene products: towards pathogenesis and drug targets. Psychopharmacology 231(6):1037-62 (2014)
Kleijer K, Schmeisser M, Krueger D, Boeckers T, Scheiffele P, Bourgeron T, Brose N, Burbach JP
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00213-013-3403-3) - The Kvβ2 subunit of voltage gated potassium channels is interacting with ProSAP2/Shank3 in the PSD. Neuroscience 7;261:133-43 (2014)
Proepper C, Putz St, Boeckers TM, Liebau St
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2013.10.045) - Analysis of novel stop mutations in SHANK3 identified in patients with ASD or ID. Mol Autism 29;6:23 (2015)
Cochoy DM, Kajiwara Y, Schoen M, Lucas MP, Kolevzon A, Buxbaum JD, Boeckers TM, Schmeisser MJ
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/s13229-015-0020-5) - Formation and characterisation of neuromuscular junctions between hiPSc derived motoneurones and myotubes. Stem Cell Research 26;15(2):328-336 (2015)
Demestre M, Orth M, Foehr KJ, Achberger K, Ludolph AC, Liebau St, Boeckers TM
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.scr.2015.07.005)
