Stammzellen: Nerven als Sonderfall

19. August 2016, 10:57
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Stammzellen im Gehirn werden nicht durch ihre Umgebung bestimmt – Schweizer Forscher ergründen die Rolle des Enzyms Drosha

Über Stammzellen wird viel geforscht. Es sind jene Körperzellen, die sich in verschiedene Zelltypen bzw. zu Gewebe entwickeln können. Bisher wurde angenommen, dass die Entwicklung von Stammzellen von der Umgebung abhängt, in die sie eingebettet sind.

Nicht jedoch im Gehirn: Ein Forscherteam der Universität Basel beschreibt erstmals einen Prozess, nach dem neuronale Stammzellen im Hippocampus ihr Schicksal selbst über das Protein Drosha regulieren. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden in der Zeitschrift Cell Stem Cell publiziert.

Stammzellen sind nicht spezialisierte Zellen, die das Potenzial haben, sich in alle Zelltypen des menschlichen Körpers auszudifferenzieren. Normalerweise entwickeln Stammzellen jedoch nur solche Zelltypen, die zum jeweiligen Organ passen, in dem sie angesiedelt sind. Derzeit wird angenommen, dass die Stammzellendifferenzierung von ihrem Umfeld, der sogenannten Nische, kontrolliert wird. Stammzellen erhalten und interpretieren demnach bestimmte Faktoren, welche in ihrer Nische vorhanden sind und die Ausdifferenzierung in bestimmte Zelltypen steuern.

Anders im Hirn

Im menschlichen Gehirn ist der Hippocampus für spezifische Gedächtnisfunktionen verantwortlich, eine Hirnregion, die bei Erkrankungen wie Demenz, Depressionen oder Epilepsie betroffen ist. Grundlage für die Funktionen des Hippocampus sind verschiedene Zelltypen, die sich aus neuronalen Stammzellen entwickeln.

Grundsätzlich sind die neuronalen Stammzellen des ausgewachsenen Gehirns dazu in der Lage, drei Zelltypen zu entwickeln: Nervenzellen, Astrozyten und Oligodendrozyten. Im adulten Hippocampus werden allerdings keine Oligodendrozyten produziert – ein Umstand, für den es bisher keine Erklärung gab.

Forscher am Departement Biomedizin der Universität Basel haben nun herausgefunden, dass das Schicksal von Stammzellen im Hippocampus nicht von der lokalen Nische, sondern von einem intrinsischen Zellmechanismus kontrolliert wird. Ihre Studie beschreibt die zentrale Rolle, die das Enzym Drosha in diesem Mechanismus spielt. Dabei verhindert Drosha, dass das Protein NFIB exprimiert wird, welches für die Ausdifferenzierung von Oligodendrocyten notwendig ist, und blockiert so deren Entwicklung.

Drosha bleibt im Fokus

Das Team um Verdon Taylor konnte erstmals zeigen, dass ein Prozess innerhalb der Zelle über deren Schicksal entscheidet und nicht äußere Einflüsse dafür verantwortlich sind. "Unsere Forschungsresultate zum Protein Drosha verändern, wie wir bisher über das Zellschicksal nachgedacht haben", so der Zellbiologe Taylor. Seine Forschungsgruppe möchte nun untersuchen, ob und wie Stammzellen die Aktivität von Drosha selber regulieren, um das Zellschicksal der jeweiligen Nachfrage anzupassen. (red/idw, 19.8.2016)

Originalpublikation:

Multipotency of Adult Hippocampal NSCs In Vivo Is Restricted by Drosha/NFIB

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