Zebrafisch, im Gegensatz zu Menschen, haben hervorragende regenerative Fähigkeiten: Wenn Gehirnzellen verloren wegen Krankheit oder Verletzung werden Sie leicht nachwachsen, die aus so genannten Vorläuferzellen. Mit ausgefeilten Methoden, die Forscher vom deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und der technischen Universität Dresden (TUD) haben heute zeichnet sich diese Vorläuferzellen im detail und festgestellt, dass Sie aus acht verschiedenen sub-Populationen. In einem Fisch-Modell der amyloid-Akkumulation (ein Kennzeichen von Alzheimer), nur einige dieser Populationen gesteigerte proliferation Wiederherstellung von verlorenen Zellen. Die Charakterisierung der molekularen Grundlage dieser Stammvater ist der proliferativen Fähigkeiten helfen dabei, neue Kandidaten Zielmoleküle für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit bei Menschen. Die Forschung wird veröffentlicht in Cell Reports.
Alzheimer-Krankheit ist gekennzeichnet durch die Anhäufung der giftigen Eiweiß-Ablagerungen im Gehirn, sogenannten amyloid-β-Aggregate, die zu den neuronalen Zelltod. “Viel der Alzheimer-Forschung konzentriert sich auf die versuchen zu verhindern, dass die Neuronen vor dem Absterben”, sagt Caghan Kizil, Helmholtz Young Investigator Group leader am DZNE in Dresden, ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der TU Dresden und der führende Autor der Studie. “Wir sehen einen alternativen Ansatz zu versuchen, zu induzieren, um die regeneration der verlorenen Zellen”.
Dies ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da die regenerativen Eigenschaften des menschlichen Gehirns ist eher begrenzt. Es gibt einige neurale Stammzellen im Erwachsenen Gehirn, produzieren neue Zellen, aber nur Sie befinden sich in zwei Regionen beschränkt sein und begründen sich lediglich um eine kleine Anzahl von Neuronen. Zebrafisch, im Gegensatz dazu, kann leicht nachwachsen verloren Hirngewebe.
“Zebrafisch und Säugetiere sind Verwandte in der evolution. Wir sind deshalb der Meinung, dass regenerative Kapazitäten in Säugetieren sind unterschwellig vorhanden und evocable”, sagt Kizil. “Wir können lernen von der Erforschung der molekularen Signalwege und zellulären Interaktionen im Zebrafisch und nutzen dieses wissen, um besser zu verstehen, wie die regeneration erhöht werden kann, in den Mäusen und schließlich in den Menschen.”
In der vorliegenden Studie, die Wissenschaftler charakterisierten Zellen im Zebrafisch-Gehirn in noch nie da gewesenen detail mit “single-cell sequencing”, eine raffinierte Methode, um eine Bestandsaufnahme aller aktivierten Gene in den einzelnen Zellen. Kizil und seine Kollegen identifiziert acht verschiedene Vorläufer-Populationen, die waren bisher unbekannt. Wenn Sie eine Herausforderung für das Gehirn mit toxischen amyloid-β-Aggregate charakteristisch für die Alzheimer-Krankheit, einige dieser Populationen, aber nicht alle von Ihnen, eine gesteigerte proliferation und produziert neue Zellen.
Darüber hinaus die Forscher erläutert, wie die molekulare Programme der einzelnen Zellpopulation Veränderungen in der Reaktion auf das sogenannte amyloid-β. Diese Daten können nun verwendet werden, um zu identifizieren der Kandidaten-Gene auslösen der regeneration der Fisch-Modell der amyloid-Akkumulation. Als Beweis des Prinzips, dem team ausgesondert einen solchen Kandidaten, ein signalisierendes Molekül bezeichnet fibroblast growth factor 8, und zeigte, dass es induziert die proliferation in progenitor-und Stammzellen-Populationen, die reagieren auch auf das sogenannte amyloid-β.
