Untersuchung des Einflusses der zellulären Sensezenz von neuronalen Vorläuferzellen und Mikroglia auf zelluläre Funktionalität und Verhalten

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Susanne A. Wolf
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Biologische Psychiatrie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269902361

Zelluläre Seneszenz (ZS) ist ein Zustand des permanenten Zellzyklusarrest, den proliferierende Zellen als Reaktion auf Stress und Schäden initiieren. Im Gegensatz zu ZS in peripheren Geweben ist wenig über die Induktion von ZS im Hirn bekannt. Neuroinflammation, Gen-Toxizität oder Stress könnten ZS in sich selbst erneuernden Gehirn-Zellen einschließlich Mikroglia (MG) und neuronale Vorläuferzellen (NPCs) auslösen. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass die Mikrogliazellen eine wichtige Rolle bei Neurogenese und deren Regulation bei chronischem Stress, Altern und neurodegenerativen Erkrankungen spielen. Stress-induzierte Veränderungen der MG regeln direkt bestimmte Aspekte kognitiver und emotionaler Funktion. Bis heute sind die Mechanismen wie seneszente Zellen die Gehirnfunktion und Pathologie beeinflussen können unklar. In der vorgestellten Studie wollen wir 1) CS in NPCs und MG in verschiedenen Hirnregionen auf Seneszenz untersuchen indem wir bekannte Seneszenzmarker in drei Mausmodellen des vorzeitigen Alterns immunhistochemisch darstellen: Entzündung im Mutterleib, Stress im Mutterleib, und die Induktion von zellspezifischer Seneszenz in NPCs oder MG durch genetische Manipulation . Telomerase-Aktivität bestimmt die Fähigkeit zur Selbsterneuerung in Zellen. So kann sie in Kombination mit der Telomerlänge als Maß für ZS in NPCs und MG verwendet werden. 2) Wir wollen in der beantragten Studie die Telomerase-Aktivität / Telomerlänge in NPCs und MG , die frisch aus verschiedenen Hirnregionen isoliert wurden, messen, um den durch Immunhistochemie in 1 identifizierten seneszenten Phänotyp zu bestätigen. 3) Um ein Profil der alternden Hirnzellen zu erstellen und Signalwege zu identifizieren, werden wir von frisch isolierten MG und NPCs eine RNA-Sequenzierung vornehmen. Die Analyse wird parallel in allen drei Mausmodellen der vorzeitigen Alterung durchgeführt . 4) Darüber hinaus werden wir messen, ob Zellfunktionen einschließlich Phagozytose, Motilität und die Neurogenese in unseren Mausmodellen der vorzeitigen Alterung betroffen sind. 5) Durch die Kreuzung von ERCC1 floxed Tiere mit induzierbaren Cre-Linien mit Promotoren für Nestin oder Fraktalkine induzieren wir ZS entweder in NPCs oder MGs. Neben der Zellfunktion und dem RNA-Profiling, werden wir Verhaltensparameter messen. 6) Schließlich möchten wir das Potenzial von freiwilliger physischer Aktivität auf den Phänotyp des vorzeitigen Alterns auf zellulärer und Verhaltensebene in allen drei Tiermodellen testen. Wir werden anschliessend eine RNA-Sequenzierung von NPCs und MG durchführen. In einem bioinformatischen Ansatz werden wir beide Zelltypen in unseren drei Modellen vor und nach der Intervention vergleichen, um Signalwege für spätere therapeutische Ansätze zu identifizieren. Darüber hinaus werden wir nachweisen, warum freiwillige physische Aktivität eine wertvolle Zusatztherapie ist um ZS und frühzeitiges Altern zu verhindern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen