Klinik für Neurologie

AG Hippocampale Plastizität

Leiter

Dr. rer. nat. Anja Urbach

Forschungslabor und wissenschaftliches Personal
AG-Leiter


Telefon: 03641-9 32 35 38
Website
 

In Zusammenarbeit mit    

Prof. Dr. med. Otto W. Witte

Mitarbeiter

Forschungsschwerpunkte

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich im Wesentlichen mit zwei Forschungsschwerpunkten:

1. Funktionelle Bedeutung adulter hippocampaler Neurogenese

Der Hippocampus ist eine von zwei Regionen, in denen zeitlebens neue Nervenzellen gebildet werden (adulte Neurogenese). Diese werden innerhalb weniger Wochen vollständig ins hippocampale Netzwerk integriert. Inwiefern diese besondere Form struktureller Plastizität die Informationsverarbeitung im Hippocampus beeinflusst, kann heute nicht zweifelsfrei beantwortet werden. Bisherige Untersuchungen deuten darauf hin, daß die neu geborenen Nervenzellen eine wichtige Rolle bei der räumlichen Orientierung und der Mustererkennung („pattern separation“) spielen. Es wird vermutet, daß sie insbesondere zur Aufrechterhaltung kognitiver Flexibiliät, also der Integration neuer Gedächtnisinhalte mit bereits bestehenden und ohne Zerstörung letzterer, beitragen. Zur Klärung dieser Frage nutzen wir verschiedene Mausmodelle, in denen die hippocampale Neurogenese in unterschiedlicher Weise manipuliert ist. Mit Hilfe verhaltensbiologischer Tests untersuchen wir, ob sich eine veränderte Neurogenese in veränderten Lern- und Gedächtnisleistungen manifestiert, immunhistochemische und molekularbiologische Methoden werden genutzt, um die Integration der neugebildeten Nervenzellen in hippocampale Schaltkreise für z.B. räumliches Lernen und Gedächtnis zu analysieren.

Anja

2. Kortikale Spreading depolarizations

Der Fokus dieses Projektes liegt in der Erforschung der durch Spreading depolarizations (SD) verursachten Veränderungen des Hirnparenchyms und seiner Funktion. Diese sich langsam über den Kortex ausbreitenden Depolarisationswellen treten im Kontext verschiedener neurologischer Erkrankungen auf, darunter Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma und Migräne. Dabei tragen die nach experimentell induzierten fokalen Ischämien auftretenden SD-ähnlichen Periinfarktdepolarisationen beispielsweise zu einer Vergrößerung des infarzierten Areales in die minderperfundierte Penumbra hinein bei. Nur unzureichend geklärt ist, welchen Teil sie zur Pathophysiologie anderer neurologischer Erkrankungen beitragen und welche Bedeutung sie für funktionelle Reorganisationsprozesse im gesunden periläsionellen Hirnparenchym nach Schlaganfall besitzen. Diese Fragestellungen werden in unserer AG mit Hilfe molekularbiologischer, elektrophysiologischer und verhaltensbiologischer Methoden bearbeitet.

Methodenspektrum

  • Verhaltensanalysen (Open field, Morris water maze, Barnes Maze, Object/Location novelty recognition, Novelty suppressed feeding, Tail suspension Test, RotaRod, Grid walk)
  • Tiermodelle: Kortikale Spreading depolarization, Photothrombose, MCAO (Maus/Ratte)
  • Immunhistochemie/-fluoreszenz
  • Konfokale Laser Scanning Mikroskopie (LSM), Stereologie
  • Molekularbiologische Methoden (RNA- und DNA-Isolation, qRT-PCR, Microarray, Klonierung)
  • retroviraler Gentransfer
  • Proteinbiochemie (Isolation, Western Blot)
  • Herstellung konditionaler knock-out Mäuse
  • Elektrophysiologie (in vitro: extrazelluläre Feldpotentiale an akuten Hirnschnitten, in vivo: EEG und direct current potential)
  • 14C-2-Deoxyglukose-Kartierung kortikaler Repräsentationen nach sensorischer Deprivation (in Kooperation mit AG Neuroplastizität, Nencki Institut Warschau)

 Publikationen

  • Urbach A, Bruehl C, Witte OW: Microarray based long term detection of genes differentially expressed after cortical spreading depression. Eur J Neurosci, 24(3), 2006
  • Urbach A, Redecker C, Witte OW: Induction of neurogenesis in the adult dentate gyrus by cortical spreading depression. Stroke 39(11), 2008
  • Popp A, Urbach A, Witte OW, Frahm C: Adult and juvenile GAD transcripts are spatiotem-porally regulated during postnatal development in the rat brain. PlosONE 4(2), 2009
  • Ansorg A, Witte OW, Urbach A: Age-dependent kinetics of dentate gyrus neurogenesis in the absence of cyclin D2. BMC Neuroscience 13, 2012.
  • Urbach A, Robakiewicz I, Baum E, Kaczmarek L, Witte OW, Filipkowski RK: Cyclin D2 knockout mice with depleted adult neurogenesis learn Barnes maze task. Behav Neurosci 127(1), 2012
  • Schumacher L, Urbach A, Lutzenburg M, Bidmon HJ,Witte OW: Bihemispheric ischemic tolerance induced by unilateral focal cortical lesion. Brain Res 1570, 2014
  • Ansorg A, Bornkessel K,Witte OW, Urbach A: Immunohistochemistry and multiple labeling with antibodies from the same host species to study adult hippocampal neurogenesis. JoVE, in press

Drittmittel

  • IZKF (J15) “Relevance of adult neurogenesis for the structural and functional plasticity of the hippocampus”, 2008-2010
  • Programm zur Förderung der Drittmittelfähigkeit von NachwuchswissenschaftlerInnen "Herstellung einer Cyclin D2fl/fl Mausstammzellinie als Voraussetzung zur Erzeugung einer konditionalen (zelltypspezifisch und Tamoxifen-induzierbar) Cyclin D2-knock out Maus", 2010-2011
  • GRK1715, Projekt “Protective and Deleterious Consequences of Ischemic Preconditioning: The Janus Face of Adaptive Stress Responses”, 2011-2014

Offene Stellen, Bachelor- und Masterarbeiten

Wir suchen kontinuierlich motivierte Bachelor- und Masterstudenten, die uns in unseren o.g. Forschungsprojekten unterstützen.