Die molekularen Determinanten der Konnektivität im Gehirn
Neuronale Verbindungen bilden sich während der Entwicklung und werden durch Koordination der Zellmigration, Axon-Führung und Synapsenbildung angetrieben. Forschungsstudien der letzten Jahre haben molekulare Faktoren identifiziert, die für diesen Prozess wesentlich sind, aber die Signalmechanismen konnten noch nicht aufgeklärt werden. Das EU-geförderte Projekt NEUROMIGRATION (Novel molecular mechanisms of neuron migration in the developing cortex and their contribution to related diseases) bewertete in vivo die Rolle einer Familie von Leucin-reichen Transmembranproteinen (LRTP) - Fibronektin und Leucin-reiche Transmembranproteine (FLRT1-FLRT3) - während der Entwicklung des Nervensystems. Frühere Arbeiten hatten Rolle von FLRT2 bei der Regulierung der Migration der basalen Progenitorzellen (BP-Zellen) unterstrichen - diese Zellen bilden die differenzierenden Neuronen in der Hirnrinde. Die Forscher beobachteten, dass zwei der am besten untersuchten Axon-Führungsmoleküle, Netrin-1 und Slit1, während der Entwicklung zusammenarbeiten, um den Thalamus mit der Hirnrinde für die Verarbeitung von sensorischen Informationen zu verbinden. Diese Verbindung wurde durch die Wechselwirkung von FLRT mit den Rezeptoren dieser beiden Moleküle verstärkt. Darüber hinaus war für die Aufrechterhaltung der Migrationsströme von Interneuronen eine Kooperation zwischen FLRT2 und FLRT3 notwendig. Die Wege der neuronalen Migration in der Hirnrinde vermieden FLRT-exprimierende Regionen, was darauf hindeutet, dass FLRT als abstoßende Signale wirken könnten. Die Deletion von FLRT2 und FLRT3 im gesamten Nervensystem der Maus wirkte sich nur auf spezifische Interneuron-Migration aus. Dies weist darauf hin, dass der Fehler in der Verteilung von Interneuronen nach Erreichen des Kortex liegt. Eine weitere Analyse des molekularen Zusammenspiels von FLRT im sich entwickelnden Gehirn enthüllte eine neue Interaktion mit der Rho-GTPase Rnd3. Zusammengenommen identifizierten die Ergebnisse von EUROMIGRATION FLRT als wichtige Akteure mit mehreren Aufgaben, die unterschiedliche Prozesse steuern und unterschiedliche Wirkungsmechanismen je nach zellulärem Kontext besitzen. Diese wichtigen Regulatoren für die Entwicklung des Nervensystems könnten weiter als potentielle therapeutische Ziele für neurologische Erkrankungen dienen.
Schlüsselbegriffe
Gehirn, Nervensystem, Entwicklung, Migration, LRTP, FLRT, Rnd3
