Multifunktionale Vesikel unterstützen Nervenzellen
Neuronen reagieren auf die Versorgungsleistung von Exosomen
Für die Funktion von Nervenzellen spielen kleine Vesikel, die schützende Stoffe enthalten und sie an die Nervenzellen abgeben, offenbar eine wichtige Rolle. Wie Zellbiologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) festgestellt haben, können Nervenzellen die Minivesikel von benachbarten Gliazellen anfordern und sich so gegen Stress und andere ungünstige Bedingungen wappnen.
Die Vesikel, Exosomen genannt, scheinen dabei die Neuronen auf verschiedenen Ebenen zu stimulieren: Sie beeinflussen die elektrische Erregungsleitung, die biochemische Signalübertragung und die Genregulation. Exosomen sind damit multifunktionale Signalgeber, die einen bedeutenden Einfluss auf das Gehirn ausüben können.
Die Mainzer Wissenschaftler haben in einer früheren Studie bereits beobachtet, dass Oligodendrozyten nach entsprechender Stimulation Exosomen ausschütten, die von den Neuronen aufgenommen werden und die neuronale Stresstoleranz verbessern. Oligodendrozyten sind eine Art von Gliazellen, die um die Axone der Nervenzellen eine isolierende Myelinhülle aufbauen. Die Exosomen transportieren protektive Proteine wie Hitzeschock-Proteine, glykolytische Enzyme und Enzyme, die den oxidativen Stress abbauen, von einem Zelltyp zum anderen, übertragen aber auch genetische Informationen in Form von Ribonukleinsäuren.
"Wie wir jetzt in Zellkulturen festgestellt haben, agieren die Exosomen auf einer ganzen Bandbreite", erklärt Dr. Eva-Maria Krämer-Albers den Prozess. Mit ihrer Versorgungsleistung regen die kleinen Bläschen die Nervenzellen nicht nur zu einer stärkeren elektrischen Aktivität an, sondern beeinflussen sie auch auf biochemischer und genregulatorischer Ebene. "Die Breite der Wirkungsweise der Exosomen ist beeindruckend", so Krämer-Albers. Die Wissenschaftler hoffen, dass das Verständnis dieser Prozesse dazu beitragen kann, neue Wege für die Behandlung neuronaler Erkrankungen aufzuzeigen. Im nächsten Schritt soll die Wirkung der Vesikel im Gehirn von lebenden Organismen dargestellt werden.
Veröffentlichung:
Dominik Fröhlich, Wen Ping Kuo, Carsten Frühbeis et al. : Multifaceted effects of oligodendroglial exosomes on neurons: impact on neuronal firing rate, signal transduction and gene regulation. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 18. August 2014. DOI: 10.1098/rstb.2013.0510.
Weitere Informationen:
Dr. rer. nat. Eva-Maria Krämer-Albers
Abteilung Molekulare Zellbiologie und Biologie für Mediziner
Fachbereich Biologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
55099 Mainz
E-Mail: [email protected]
http://www.uni-mainz.de/FB/Biologie/Molekulare-Zellbiologie
Das könnte Sie auch interessieren
Forschende erzeugen über 400 Nervenzelltypen aus Stammzellen in vitro
Forschenden der ETH Zürich ist es erstmals gelungen, aus menschlichen Stammzellen in der Petrischale hunderte verschiedene Typen von Nervenzellen herzustellen. Damit werden sich in Zukunft neurologische Krankheiten in Zellkultur statt im Tierversuch...
mehr...Künstliche Intelligenz nach biologischem...
Selbstlernende Neuronen organisieren sich eigenständig
Selbstorganisierende künstliche Neuronen: Ein Forschungsteam hat sogenannte infomorphic neurons entwickelt, die eigenständig lernen – inspiriert von biologischen Vorbildern.
mehr...Zelluläre Umprogrammierung im Gehirn
Ansatz zur Behandlung von neurologischen Erkrankungen?
Einem Forschungsteam ist es gelungen, nicht-neuronale Zellen im Gehirn direkt in Nervenzellen mit spezifischen funktionellen Eigenschaften umzuwandeln. Die sogenannte direkte neuronale Reprogrammierung könnte hilfreich bei der Entwicklung neuer...
mehr...Motoneuronen zeigen Blutgefäßen den Weg
Einen entscheidenden Regulator für die Bildung von Blutgefäßen im sich ausbildenden Rückenmark während der Embryonalphase haben Heidelberger Neurowissenschaftler identifiziert. Sie konnten zeigen, dass Nervenzellen diesen Vorgang kontrollieren.
mehr...Spezialisten-Zellen helfen Gedächtnis
Erregung einzelner Neurone bei Epilepsie-Patienten gemessen
Bestimmte Nervenzellen feuern immer dann, wenn sie mit dem Bild oder dem Namen einer ganz bestimmten Person oder eines konkreten Objektes konfrontiert werden. Solche hoch spezialisierten Konzeptneurone erfüllen im eine wichtige Funktion für das...
mehr...Zellen verändern Vesikel für Botenstoffe
Molekulare „Gangschaltung“ für Nervensignale
Nervenzellen kommunizieren über Botenstoffe, die in kleinen Bläschen (Vesikeln) portionsweise verpackt sind. Sie schütten dazu den Inhalt dieser Vesikel in den synaptischen Spalt aus, der sie vom Nachbarn trennt.
mehr...Hungerbremse mit Nebenwirkungen
Neurogenetiker der Universität Würzburg haben bei der Taufliege ein Peptid entdeckt, das einen starken Einfluss auf das Fress- und Schlafverhalten ausübt. Gleichzeitig steht es mit der Inneren Uhr der Insekten in Verbindung.
mehr...„Kuschelhormon" und Neurotransmitter
Wissenschaftler aus der Schaller-Forschungsgruppe „Neuropeptide" (Deutsches Krebsforschungszentrum, CellNetworks und ZI Mannheim) identifizierten im Gehirn ein „Schmerz-Kontrollzentrum".
mehr...Wie Nervenzellen miteinander kommunizieren
Neue Visualisierungsmethode mit Goldpartikeln
Dr. Gáspár Jékely und sein Team vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie haben siGOLD entwickelt, ein Verfahren, das eine dreidimensionale Rekonstruktion verschiedener Nervenzellen und ihrer Kommunikation im Zellverbund ermöglicht.
mehr...