Aktivitätsabhängige Regulation von Neurogenese im erwachsenen Hippocampus

Habilitationsschrift

zur Erlangung der Lehrbefähigung für das Fach
Experimentelle Neurologie

vorgelegt dem Fakultätsrat der Medizinischen Fakultät Charité

der Humboldt-Universität zu Berlin

von Herrn
Dr. med. Gerd Kempermann
geboren am 27. November 1965 in Köln-Lindenthal

Präsident: Prof. Dr. J. Mlynek

Dekan: Prof. Dr. J. W. Dudenhausen

Eingereicht: 25. April 2001

Datum der Habilitation:

29. Januar 2002

Gutachter:
1. Prof. Dr. O. Wiestler
2. Prof. Dr. M. Bähr

Für Uta.

Neugeborene Nervenzellen (gelb-orange) im Hippocampus
ei­ner erwachsenen Maus.

Inhaltsverzeichnis

• 1  Einführung
  • 1.1 Einleitung und Kapitelübersicht
  • 1.2 Stammzellen
  • 1.3 Neurogenese im adulten Hippocampus
  • 1.4 Neurogene Permissivität
  • 1.5  Regulation adulter hippocampaler Neurogenese
• 2  Aktivitätsabhängige Regulation adulter hippocampaler Neuro­genese
  • 2.1 Vorbemerkung und Übersicht
  • 2.2  Allgemeine genetische Determinanten adulter hippocampaler Neurogenese
  • 2.3  Aktivitätsabhängige Regulation adulter hippocampaler Neuro­genese
  • 2.4  Aktivitätsabhängige Regulation adulter Neurogenese im altern­den Hippocampus
  • 2.5  2.5 Genetischer Einfluß auf die aktivitätsabhängige Regulation adulter Neurogenese
  • 2.6  2.6 Wirkung von Langzeitreizen und Reizentzug in der aktivitätsab­hängigen Regulation adulter Neurogenese
  • 2.7  2.7 Körperliche Aktivität fördert Zellteilungen und Neurogenese im erwachsenen Gyrus dentatus
• 3  Diskussion und Ausblick
  • 3.1  Adulte hippocampale Neurogenese als Bestandteil zellulärer neu­ronaler Plastizität des erwachsenen Gehirns
  • 3.2  Adulte hippocampale Neurogenese und hippocampale Funktion
  • 3.3  Adulte hippocampale Neurogenese und neurologische Erkran­kungen
  • 3.4 Stammzellbasierte Therapie für die Neurologie
• 4  Schlußfolgerungen (Zusammenfassung)
• Anhang
• Danksagungen
• Literaturverzeichnis
• Eidesstattliche Erklärung gemäß Habilitationsordnung der Charité

Tabellen

• Tab. 1 : Bis Ende 2000 veröffentlichte Informationen über Faktoren, die regulatorisch auf adulte hippocampale Neurogenese oder Aspekte von ihr wirken. Nur Beiträge zu Zeitschriften mit Begutachtungsverfahren sind berücksichtigt. Das „Erwachsensein“ wurde für Nagetiere als durch den Zeitpunkt der Entwöhnung von der Mutter gegeben angenommen.
• Tab. 2 : Statistische Analysen: Signifikanzniveaus
• Tab. 3 : Stereologische Kennzahlen des Gyrus dentatus
• Tab. 4 : Stereologische Daten
• Tab. 5 : Statistische Auswertung der Vergleiche zwischen den Gruppen
• Tab. 6 : Stereologische Ergebnisse
• Tab. 7 : Proliferation, Überleben und Phänotypen BrdU-positiver Zellen

Bilder

• Abb. 1 : Markierung von mitotischen Zellen mit Bromodesoxyuridin. Die sche­mati­sche Zeichnung zeigt im oberen Teil, wie in der normalen Synthesephase (S-Phase der Mi­tose Thymidin (T) sich mit Adenin (A) paarend in den neuen Strang der DNA eingebaut wird. Wird das Thymidinanalogon Bromodesoxyuridin (BrdU) im Überfluß angeboten, kompetiert es mit Thymidin um den Einbau in die DNA und wird statt Thymidin in den neu synthetisierten Strang inkorporiert (mittleres Bild). Nicht einge­bautes BrdU wird schnell vom Körper eliminiert. Zellen, die BrdU enthalten, können mit Antikörpern gegen BrdU sichtbar gemacht werden.
• Abb. 2 : Neue Nervenzellen im erwachsenen Gyrus dentatus der Maus. (A) Sich tei­len­den Zellen in der subgranulären Zone wurden mit Bromodesoxyuridin (BrdU; rot) sicht­bar gemacht. Die Neurone der Körnerzellschicht sind mit Antikörpern gegen NeuN (grün) ange­färbt, Astrocyten mit Antikörpern gegen S100ß in blau. (B) Vier Wochen nach der Markierung mit BrdU (d.h. nach der Zellteilung) sind die überlebenden Tochterzellen in die Körnerzellschicht hineingewandert und haben einen neuro­nalen Phänotyp (grün + rot = orange) angenommen. Abbildung von Zellen aus 3 Monate alten Mäusen (Maßstab in A entspricht 100µm für A und 20 µm für B). Vgl. auch das Titelbild.