Neurale Stammzellen im erwachsenen Hippokampus bilden kontinuierlich neue Nervenzellen, die sich in bestehende neuronale Schaltkreise integrieren. Diese sogenannte adulte Neurogenese trägt wesentlich zur Plastizität des erwachsenen Gehirns bei und ermöglicht dem Gehirn auf zellulärer und molekularer Ebene auf individuelle Erfahrungen, wie z. B. Lernen und Gedächtnisprozesse, zu reagieren. Dysfunktion der adulten Neurogenese trägt wesentlich zu neuropsychiatrischen Symptomen in vielen neurodegenerativen Krankheiten bei.
Wie fast alle somatischen Stammzellen in einem Organismus, leben auch adulte neurale Stammzellen in einer speziellen Umgebung, der sogenannten Stammzellnische. Diese Nische bildet die notwendige Struktur und reguliert Stammzellfunktionen, wie Proliferation und Differenzierung. Astrozyten bilden einen wichtigen Teil der neurogenen Stammzellnische und tragen zur Neurogenese-abhängigen Gehirnplastizität auf zwei Arten bei:
1. Neurale Stammzellen sind hochspezialisierte Astrozyten.
2. Nischenastrozyten kontrollieren und regulieren Stammzellfunktionen und unterstützen Neurone, indem sie diese mit Nähstoffen versorgen.
Immer mehr neurodegenerative und neuropsychiatrische Erkrankungen, wie Alzheimer, Parkinson und Depression, werden mit verminderter oder fehlgeleiteter Astrozytenfunktion in Zusammenhang gebracht. Trotz dieses Wissens, ist die Rolle der Astrozyten in der Pathophysiology und der Behandlung dieser Krankheiten weitestgehend unbekannt.
Wir interessieren uns für die zellulären und molekularen Mechanismen, die der Plastizität des Säugergehirns zu Grunde liegt. Während die meisten Studien sich auf Neurone fokussieren, möchten wir die bis jetzt unbekannte Rolle der Astrozyten in hippokampaler Plastizität untersuchen. Unsere Studien zeigen, dass der Gyrus Dentatus des Hippokampus von Astrozyten besiedelt wird, die sich in ihrer Morphologie und Lokalisation unterscheiden. Diese Astrozyten können sich teilen, was im Gegensatz zur vorherrschenden Meinung steht, dass Astrozyten im gesunden, erwachsenen Gehirn nicht mehr proliferieren. Noch überraschender war der Befund, dass physiologische Stimuli (körperliche Bewegung als proneurogener Stimulus und Alterung als antineurogener Stimulus) die Teilungsfähigkeit bestimmter Astrozytensubtypen anregen. Basierend auf diesen Ergebnissen, untersuchen wir die Hypothese, dass Astrozyten im Gyrus Dentatus als kritische Modulatoren fungieren, damit sich das Gehirn an veränderte Bedingungen anpassen kann.