Bedeutung des Chemokins SDF-1 für Belohnungs-Neurogenese-Kopplung im Hippokampus

• Applicant: Professor Dr. Ralf Stumm
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 156705859

Die lebenslange Bildung neuer Nervenzellen im Gyrus dentatus (hippokampale Neurogenese) ist eine neu entdeckte Form der Netzwerkplastizität, die es ermöglicht, neue Informationen von ähnlichen, bereits gespeicherten Informationen zu unterscheiden. Die Exploration sich ändernder Umgebungen und Hippokampus-abhängige Lernaufgaben sind starke Neurogenesestimuli und mit Belohnungsreizen verbunden. Daraus ergibt sich die Hypothese, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen Belohnung, hippokampaler Neurogenese und Neuigkeitsverarbeitung gibt. Eigene Arbeiten zeigen, dass in neu gebildeten Nervenzellen des Gyrus dentatus CXCR4-Rezeptoren exprimiert und tonisch vom endogenen Liganden SDF-1 aktiviert werden. Da SDF-1 von Dopaminneuronen des mesencephalen Belohnungssystems gebildet wird, soll nun geprüft werden, ob Aktivität im Belohnungszentrum über SDF-1 und Dopamin zu einer erhöhten Neurogeneserate führt. Als Modell dient die Selbststimulation des Belohnungzentrums in Mäusen, bei denen die Gene der SDF-1-Rezeptoren CXCR4 und CXCR7 über eine induzierbare Cre-Rekombinase gezielt in Progenitorzellen und Astrozyten ausgeschaltet werden. Parallel werden verschiedene Lern- und Gedächtnistests durchgeführt, um solche Aufgaben zu identifizieren, die von einer Belohnungs-induzierten Neurogenese profitieren. Progenitorzellkulturen aus dem adulten Gyrus dentatus werden eingesetzt, um Signalwege zu untersuchen, über die SDF-1- und Dopamin-Rezeptoren Neurogenese modulieren. Insgesamt trägt das Projekt auf molekularer, zellulärer sowie systemischer Ebene zum Verständnis bei, wie Belohnungslernen die Hippokampusfunktion beeinflusst.

• DFG Programme: Research Grants