Gruppe Witzemann / Koenen
Um den Einfluß von synaptischer Aktivität auf den komplexen Vorgang der Synaptogenese zu untersuchen, muß man die entwicklungsabhängigen Veränderungen experimentell modulieren. Dazu verändern wir z.B. in Mäusen durch homologe Rekombination, die zentralen Signalvermittler in neuromuskulären Synapsen, die Acetylcholinrezeptoren, in ihrer Struktur und Funktion, um herauszufinden wie diese Rezeptoren die Bildung dieser Synapsen regulieren.
Darüber hinaus werden Tiermodelle erzeugt, in denen Mutationen integriert werden, die bei menschlichen Patienten neuromuskuläre Krankheiten wie congenitale Myasthenie oder Herzkrankheiten verursachen. Langfristiges Ziel ist es erbliche Muskelkrankheiten, im besonderen sogenannte “Channelopathien”, zu verstehen und Mausmodelle zu etablieren, mit deren Hilfe Therapien für diese Krankheiten entwickelt werden können.
Die neuromuskuläre Synapse - eine Modellsynapse
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(A) Neuromuskuläre Synapsen im Diaphragma nach der Geburt. Dicht gepackte embryonale Rezeptoren sind gleichmäßig über die ovalen Endplatten verteilt, die von mehreren Nerven innerviert sind. (B) 20 Tage nach der Geburt hat sich die Architektur der Endplatten stark verändert. Die Rezeptoren sind in verzweigten Strukturen organisiert, wobei diese Strukturierung mit dem Alter noch deutlicher ausgeprägt ist. Die Enplatten sind jetzt nur noch von einem einzelnen Nerv innerviert und die embryonalen Azetylcholinrezeptoren sind durch adulte Acetylcholinrezeptoren ausgetauscht.
© Witzemann / Koenen
Motorische Nerven (grün; gefärbt mit Anti-Neurofilamentantikörper) innervieren Muskelfasern im Diaphragma an den synaptischen Kontaktstellen. Die neuromuskulären Synapsen (rot, Acetylcholinrezeptoren sind mit fluoreszierendem α-Bungarotoxin markiert) haben ein hohes Maß an Plastizität und passen sich den physiologischen Erfordernissen im Verlauf der Entwicklung in muskelspezifischerweise an.
(A) Neuromuskuläre Synapsen im Diaphragma nach der Geburt. Dicht gepackte embryonale Rezeptoren sind gleichmäßig über die ovalen Endplatten verteilt, die von mehreren Nerven innerviert sind.
(B) 20 Tage nach der Geburt hat sich die Architektur der Endplatten stark verändert. Die Rezeptoren sind in verzweigten Strukturen organisiert, wobei diese Strukturierung mit dem Alter noch deutlicher ausgeprägt ist. Die Enplatten sind jetzt nur noch von einem einzelnen Nerv innerviert und die embryonalen Azetylcholinrezeptoren sind durch adulte Acetylcholinrezeptoren ausgetauscht.
