Identifizierung und Charakterisierung von Faktoren, welche die synaptogene Aktivität von APP (Amyloid precursor protein) Proteinfamilienmitgliedern modulieren

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Kins
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325768783

Das Amyloid Vorläuferprotein (APP) spielt eine zentrale Rolle bei der Alzheimer Demenz. Neben seiner pathologischen Bedeutung besitzt APP gemeinsam mit den beiden homologen Proteinen APLP1 und APLP2 auch eine zentrale physiologische Funktion an der Synapse. Wir konnten zeigen, dass die Volllängen-Proteine von APP/APLPs trans-zelluläre Dimere ausbilden und ähnlich wie andere synaptische Adhäsionsmoleküle (wie z.B. Neuroligin/Neurexin) wirken können. Entsprechend bedingt die Expression von APP in HEK293 Zellen, die mit primären Neuronen co-kultiviert werden, dass an Kontaktstellen zwischen Axon und HEK293 Zelle, eine präsynaptische Differenzierung induziert wird. In Vorarbeiten haben wir in einem in vitro APP/APLPs-trans-Dimerisierungs-Assay beobachtet, dass die Zugabe von Medien verschiedener Zelltypen (Fibroblasten, Neuronen, Astrozyten) die in vitro trans-Dimerisierung von APP und/oder APLP1 deutlich verstärkte. In einer ersten Analyse konnten wir einen dieser sekretierten Komponenten identifizieren. Im Rahmen dieses Antrags möchten wir nun nach weiteren Modulatoren der APP/APLPs trans-Dimerisierung suchen und anschließend überprüfen, welchen Einfluss sie auf die synaptogene Funktion von APP/APLPs nehmen. Zu diesem Zweck wollen wir die Synapsenbildung in Abhängigkeit von APP/APLPs und den neu identifizierten Modulatoren in primären Neuronen, dem Co-Kultivierungs-Assay aus HEK293 Zellen und primären Neuronen sowie letztendlich auch in vivo mittels zwei-Photonen Live Cell Imaging untersuchen. Für diese Studien ist auch die Verwendung von unterschiedlichen APP/APLPs knockout Neuronen vorgesehen.Zusammenfassend werden diese Studien zu einem besseren Verständnis der physiologischen Funktion von APP im Kontext mit anderen synaptischen Proteinen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen