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14. Februar 2018

Gehirnerneuerung live mitverfolgt

Das Gehirn von erwachsenen Lebewesen wird immer wieder durch die Bildung frischer Nervenzellen erneuert. Forscher der Uni Zürich konnten mit internationalen Partnern die Bildung von neuen Nervenzellen im Mäusegehirn über Monate hinweg mitverfolgen.

Das Gehirn ist eine überaus komplexe Verknüpfung von Nervenzellen. Dieser Zellverbund entsteht im wesentlichen während der embryonalen Entwicklung, aber auch im Erwachsenenalter wird er durch die Bildung frischer Nervenzellen kontinuierlich erneuert. Um neue Nervenzellen herzustellen, braucht es eine spezielle Art von Zellen, sogenannte Stammzellen, wie Prof. Dr. Sebastian Jessberger vom Institut für Hirnforschung der Universität Zürich erklärt: „Die Stammzelle, die es z.B. im Hippokampus gibt, teilt sich, und die neugeborene Zelle differenziert anschliessend in eine Nervenzelle. In der Maus dauert es ca. drei bis vier Wochen, bis die neugeborenen Nervenzellen Kontakte mit anderen Nervenzellen eingehen und damit in den Zellverbund des Gehirns funktionell integriert sind.“

Neubildung über Monate verfolgt

Sebastian Jessberger und sein Team haben es nun erstmals geschafft, die Teilung von Stammzellen und die daran anschliessende Neubildung von Nervenzellen direkt im Hippokampus von erwachsenen Mäusen zu beobachten. Damit ihnen dieses Kunststück gelang, benutzten sie Mikroskope der neuesten Generation. Um die Stammzellen verfolgen zu können, versahen sie diese mit genetischen Markierungen. Das machte es möglich, die Entstehung neuer Nervenzellen über einen mehrmonatigen Zeitraum hinweg Schritt für Schritt zu beobachten. Die Wissenschaftler stellten dabei unter anderem fest, dass sich die meisten Stammzellen nur wenige Mal teilen und im Durchschnitt fünf Nervenzellen hervorbringen. Über ihre Erkenntnisse berichten die Zürcher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift 'Science'. In dem Projekt arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Cambridge zusammen.

Neubildung von Nervenzellen im Alter fördern

Um die Entwicklung und die Funktionsfähigkeit des Gehirns zu verstehen, ist es von grosser Bedeutung zu wissen, in welchem Lebensalter wie viele Nervenzellen gebildet werden. Mit zunehmendem Alter geht die Zahl der neu gebildeten Zellen stark zurück, wie Prof. Jessberger sagt: „In der erwachsenen Maus werden nur in einigen wenigen Hirnregionen neue Nervenzellen gebildet, und das auch in weit geringerer Zahl als während der Embryonalentwicklung. Wie viele es sind, ist nicht exakt bekannt, im Hippokampus der erwachsenen Maus könnten es über das gesamte Erwachsenenalter ca 50’000 neue Zellen sein.“

Mit zunehmendem Alter vermindert sich die Neubildung von Gehirnzellen weiter, wie die Beobachtungen an Mäusen zeigen. Mit dem Rückgang nimmt bei den Tieren auch die Lernfähigkeit ab. „Unsere Daten geben nun Hinweise darauf, warum es im Alter zu einer so dramatischen Verringerung der Anzahl neugebildeter Nervenzellen kommt“, sagt Sebastian Jessberger. „Wir werden versuchen, diesen Prozess zu stoppen, um damit möglicherweise kognitives Altern aufzuhalten. Die vorliegenden Forschungsergebnisse wecken ferner die Hoffnung, Stammzellen in Zukunft für neue medizinische Behandlungen bei Parkinson, Alzheimer oder bei Depressionen einsetzen zu können.“

http://bit.ly/2kTZ1CA #iph
Stammzellen (grün) entwickeln sich über ihre Tochterzellen (je nach Entwicklung gelb und orange) zu den neuen Nervenzellen (rot).
Stammzellen (grün) entwickeln sich über ihre Tochterzellen (je nach Entwicklung gelb und orange) zu den neuen Nervenzellen (rot).
 

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