Synaptische Signaltransmission und Neurodegeneration

DZNE-Nachwuchsgruppe Synaptische Signaltransmission und Neurodegeneration

PD Dr. Jakob von Engelhardt

Unsere Gruppe untersucht glutamaterge synaptische Kommunikation im Kortex und Hippokampus. Hier interessiert uns insbesondere, welche Rolle verschiedene Glutamatrezeptoren (AMPA- und NMDA-Rezeptoren) sowie Glutamatrezeptor-interagierende Proteine für physiologische und pathophysiologische Prozesse spielen. Im zentralen Nervensystem wird schnelle erregende synaptische Reizleitung hauptsächlich über die Bindung von Glutamat an AMPA-Rezeptoren vermittelt. NMDA-Rezeptoren sind wichtig für synaptische Plastizität und damit für Lernen und Gedächtnis. Die exzessive Aktivierung von NMDA-Rezeptoren ist allerdings schädlich für Neurone (Exzitotoxizität) und trägt zur Pathophysiologie von Hirnerkrankungen wie Schlaganfällen oder neurodgenerativen Erkrankungen bei.

Künftige Forschungsschwerpunkte:
1.) Mechanismen der Amyloid-ß-Pathologie:
Die für die Alzheimer-Erkrankung typischen Plaques bestehen zum großen Teil aus Amyloid-ß (Aß). Es sind allerdings wahrscheinlich nicht die Plaques selbst, sondern lösliche Aß-Oligomere, die für einen Teil der Alzheimer-Pathophysiologie verantwortlich sind. Es gibt Hinweise, dass bei der Aß-vermittelten Neurotoxizität Glutamatrezeptoren eine Rolle spielen. In unserer Gruppe untersuchen wir mit Hilfe von Glutamatrezeptor-Mausmutanten den Einfluss dieser Interaktion auf die Physiologie und die Anatomie hippokampaler und kortikaler Neurone.
2.) Regulation der synaptischen Kommunikation über AMPA-Rezeptor-interagierende Proteine
Eine präzise Regulation der Anzahl und Lokalisation dieser Rezeptoren auf der Zellmembran und in den Synapsen ist von großer Bedeutung für die synaptische Kommunikation und damit für sämtliche kognitive Prozesse. Die Lokalisation und Funktion von AMPA-Rezeptoren wird maßgeblich über AMPA-Rezeptor-interagierende Proteine (TARPs, CKAMP44, Cornichons, SynDig1) reguliert. Wir nutzen heterologe Expressionssysteme sowie Mausmutanten um den Einfluss solcher Proteine auf elektrophysiologische Eigenschaften und Lokalisation von AMPA-Rezeptoren besser zu verstehen.

Kontakt

PD Dr. Jakob von Engelhardt
Synaptische Signaltransmission und Neurodegeneration (A300)
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Tel: +49 +49 6221 423105

Ausgewählte Publikationen

  • Farrow P. et al. (2015). Auxiliary subunits of the CKAMP family differentially modulate AMPA receptor properties. Elife, 4;e09693.
  • Khodosevich K. et al. (2014). Co-expressed auxiliary subunits exhibit distinct modulatory profiles on AMPA receptor function. Neuron, 83(3), 601–615.
  • Khodosevich K. et al. (2013). Connective tissue growth factor regulates interneuron survival and information processing in the olfactory bulb. Neuron, 79(6), 1136–1151.
  • von Engelhardt J. et al. (2010). CKAMP44: a brainspecific protein attenuating short-term synaptic plasticity in the dentate gyrus. Science, 327(5972), 1518–1522.
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