Detailseite
Projekt
Neue Mechanismen der Natrium-Dysregulation durch akuten metabolischen Stress
Antragstellerin
Professorin Dr. Christine R. Rose
Fachliche Zuordnung
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394431587
Die intrazelluläre Na+-Homöostase im Gehirn ist stark abhängig von einem intakten Energiemetabolismus. Eine Erhöhung der intrazellulären Na+-Konzentration gehört somit zu den ersten Folgen eines zellulären ATP Mangels. Trotz ihrer herausragenden Bedeutung sind die direkten Auswirkungen mangelnder Energiezufuhr auf die Na+-Konzentration von Neuronen und Astrozyten jedoch wenig verstanden. Darüber hinaus sind die zellulären Mechanismen der Na+-Beladung, deren pathophysiologische Relevanz, sowie die besondere Rolle von Astrozyten hierin, nur teilweise bekannt. Im vorliegenden Projekt adressieren wir diese offenen Fragen an glutamatergen Synapsen des Cortex der Maus in situ und in vivo sowie an humanen Zellmodellen. Hierzu wenden wir fluoreszenz-basiertes dynamisches Imaging in Kombination mit Elektrophysiologie an, um Na+-Veränderungen von Neuronen und Astrozyten nach kurzzeitiger Hemmung des Energiemetabolismus quantitativ darzustellen. Unser Ziel ist es, die unterschiedlichen zellulären Mechanismen, die diesen Veränderungen zugrunde liegen, zu entschlüsseln und ihre Folgen für die Funktion von Synapsen unter Energiemangelbedingungen aufzuklären. Basierend auf unseren Ergebnissen der ersten Förderperiode werden wir uns insbesondere auf TRPV4 Kanäle als neue Mechanismen zur zellulären Na+-Beladung fokussieren (Zielsetzung 1). Darüber hinaus werden wir die Relevanz Na+-abhängiger Säure-Base Transporter adressieren und planen, pH-gesteuert modulierende Substanzen gezielt in ischämische Regionen zu leiten (Zielsetzung 2). Schließlich werden wir die Auswirkungen eines Energiemangels in aus humanen Stammzellen differenzierten Gehirn-Organoiden untersuchen (Zielsetzung 3). Unser Projekt wird wichtige neue Erkenntnisse über die Mechanismen der frühen Dysregulation von Na+ und somit über die ersten Schritte und Vorgänge, die zu einer Fehlfunktion von Synapsen bei Energiemangel führen, erbringen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
