Der Lipidstoffwechsel steuert die Gehirnentwicklung

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Neurale Stammzellen sind nicht nur für die frühe Gehirnentwicklung verantwortlich – sie bleiben ein Leben lang aktiv.

Sie teilen sich und bilden ständig neue Nervenzellen und ermöglichen es dem Gehirn, sich ständig an neue Anforderungen anzupassen.

Verschiedene genetische Mutationen behindern die Aktivität neuraler Stammzellen und führen so bei den Betroffenen zu Lern- und Gedächtnisdefiziten.

Über die dafür verantwortlichen Mechanismen ist bisher sehr wenig bekannt.

Enzym reguliert die Aktivität von HirnstammzellenEin internationales Forschungsteam unter der Leitung von Sebastian Jessberger, Professor am Institut für Hirnforschung der Universität Zürich (UZH), zeigt nun erstmals in einer in Cell Stem Cell veröffentlichten Studie, dass ein Lipidstoffwechsel-Enzym die lebenslange Aktivität von Hirnstammzellen reguliert.

Dieses Enzym – bekannt als Fettsäuresynthase (FASN) – ist für die Bildung von Fettsäuren verantwortlich.

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Eine spezifische Mutation in der genetischen Information des Enzyms verursacht kognitive Defizite bei den betroffenen Patienten.Unter der Leitung von Postdoc Megan Bowers und den Doktoranden Tong Liang und Daniel Gonzalez-Bohorquez untersuchten die Forscher die genetische Veränderung von FASN im Mausmodell sowie in menschlichen zerebralen organoid-organähnlichen Zellkulturen des Gehirns, die aus menschlichen embryonalen Stammzellen gebildet werden.

Dieser Ansatz erlaubt es uns, die Auswirkungen des defekten Enzyms im Gehirn erwachsener Mäuse und während der frühen menschlichen Gehirnentwicklung parallel zu analysieren”, erklärt Jessberger.

Im Rahmen der Forschung wurde die genetische Information sowohl der Mäuse als auch der menschlichen Organoide experimentell so verändert, dass das Lipidstoffwechselenzym genau die Mutation aufwies, die bei Menschen mit kognitiven Defiziten gefunden worden war.Verminderte Stammzellaktivität reduziert kognitive LeistungDie FASN-Mutation führte zu einer verminderten Teilung von Stammzellen, die ständig neue Nervenzellen erzeugen, sowohl in Mäusen als auch in menschlichem Gewebe.

Verantwortlich dafür ist die Hyperaktivität des mutierten Enzyms, da sich Fette in der Zelle anreichern,….

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