Was wir von Mäusehirnen lernen können

Foto: Neuronen im Mäusehirn

Notch1-abhängige neuronale
Stammzellen bilden mehrere
Untertypen von neuen Neuronen
(grün) im erwachsenen Gehirn
der Maus; © Universität Basel

Dabei spielt die Signalgebung über den Notch1-Rezeptor eine wichtige Rolle. Seit Langem wurde angenommen, dass für die verminderte Regeneration des Gehirns beim Menschen der Mangel an Stamm- und Vorläuferzellen verantwortlich ist. Heute weiß man, dass die Gehirne erwachsener Säugetiere – einschließlich des Menschen – Stammzellen enthalten, die das Potenzial zur Bildung neuer Neuronen besitzen. Warum es dem menschlichen Gehirn dennoch nicht gelingt, neue Nervenzellen zu bilden, bleibt ein Rätsel. Die zentrale Frage ist gegenwärtig, wie Stammzellen des Gehirns während des gesamten Lebens erhalten bleiben und wie ihre Aktivitäts- und Ruhezustände reguliert werden.

Eine Hypothese besagt, dass im Erwachsenenalter neuronale Stammzellen irreversibel im Ruhezustand bleiben. Interessanterweise können ausgewachsene Nager ihre ruhenden Zellen jedoch reaktivieren, um neue Neuronen zu bilden. Ein grundlegendes Verständnis davon, wie Aktivität bei neuronalen Stammzellen geregelt ist und worin sich aktive und ruhende neuronale Stammzellen unterscheiden, könnte also erklären, warum sich das menschliche Gehirn nicht selbst reparieren kann.

Die Gruppe von Professor Verdon Taylor vom Departement Biomedizin der Universität Basel zeigt, dass der Signalweg über den Notch1-Rezeptor eine wesentliche Rolle bei der Bildung von Neuronen im Gehirn von ausgewachsenen Mäusen spielt. Die Notch1-Signalgebung belässt die neuronalen Stammzellen in ihrem aktiven Zustand. Wird der Rezeptor gezielt ausgeschaltet, verbleiben die neuronalen Stammzellen in ihrem Ruhezustand. Offenbar sind bei aktiven und inaktiven neuronalen Stammzellen unterschiedliche Mechanismen schicksalsbestimmend.

Die Forschenden konnten zeigen, dass ruhende Stammzellen im Gehirn der Maus über ein Jahr bestehen bleiben und dass sie durch eine regenerations- und alterungsbedingte Notch1-Signalgebung wieder aktiviert werden können. Somit ist dieser Signalweg für neuronale Stammzellen sowohl für die laufende Neurogenese als auch für das regenerierende und alternde Mäusehirn entscheidend. Ob unser Gehirn diese Notch1-Signalgebung verloren hat, bleibt zu klären. Jedenfalls scheint der in der Maus beobachtete Mechanismus beim Menschen so nicht vorhanden zu sein. Zweifellos stellen der Mechanismus und die molekularen Unterschiede zwischen aktiven und ruhenden Stammzellen wichtige Ansatzpunkte für eine künftige regenerative Gehirntherapie dar.

MEDICA.de; Quelle: Universität Basel