Prof. Dr. Beate Winner
Transkriptomanalysen zur Untersuchung der synaptischen Dysfunktion in Synucleinopathien
Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung IZKF
Nachwuchsgruppe III
Universitätsklinikum der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Glückstr. 6
91054 Erlangen
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Forschungsgebiet
Alpha-Synuclein aggregiert in Lewy-Körperchen und Lewy-Neuriten in der Parkinson-Erkrankung und Lewy-Körperchen Demenz. Die Degeneration von Neuriten ist ein entscheidender und früher Schritt in der pathologischen Kaskade von alpha-Synuclein induzierten Neurodegeneration. Die postsynaptische Mechanismen der alpha-Synuclein vermittelten Toxizität sind nicht vollständig verstanden.
Adulte Neurogenese ist in transgenen Tiermodellen von Synucleinopathien reduziert und alpha-Synuclein beeinträchtigt die Entwicklung von Neuriten und Nervenfortsätzen im Hippokampus. Wir verwenden hippokampale Kulturen aus alpha-Synuclein transgenen Mäusen zur Untersuchung der Geneexpression in Neuronen. Unsere bisherigen Untersuchungen haben den Proteinkinase C (PKC)-Signalweg als mögliche Zielstruktur der alpha-Synuclein induzierten Integrität von Nervenfortsätzen identifiziert und dieser Signalweg wird weiter untersucht werden. Darüber hinaus verwenden wir einen biosystemischen Ansatz und führen einen Vergleich der Transkriptome der hippokampalen Kulturen durch, um die molekularen Mechanismen der Integrität der Fortsätze unter dem Einfluss von alpha-Synuclein zu verstehen. Wir werden die Daten der Genexpressions Arrays durch funktionelle Studien validieren und diejenigen Signalwege weiterverfolgen, die zwischen alpha-Synuclein und Kontrollen einen wesentlichen Unterschied zeigen. Da die Dysfunktion von Synapsen ein gemeinsames Merkmal in der Lewy-Körperchen Demenz und der Parkinsonerkrankung ist, analysieren wir, ob ähnliche Veränderungen im synaptischen Protein auch in aus pluripotenten Stammzellen von Parkinsonpatienten generierten Fortsätzen in Neuronen existieren.
Mitarbeiter
Dr. Francesc Perez-Branguli
Dr. Irina Prots
Publikationen im Rahmen von BioSysNet
Prots I, Veber V, Brey S, Campioni S, Buder K, Riek R, Böhm KJ, Winner B (2013). α-Synuclein oligomers impair neuronal microtubule-kinesin interplay. J Biol Chem 288(30):21742-54.
Winner B, Regensburger M, Schreglmann S, Boyer L, Prots I, Rockenstein E, Mante M, Zhao C, Winkler J, Masliah E, Gage FH (2012). Role of α-synuclein in adult neurogenesis and neuronal maturation in the dentate gyrus. J Neurosci 32(47):16906-16.
Regensburger M, Prots I, Winner B (2014). Adult Hippocampal Neurogenesis in Parkinson's Disease: Impact on Neuronal Survival and Plasticity. Neural Plast 2014:454696.
Purohit P, Perez-Branguli F, Prots I, Borger E, Gunn-Moore F, Welzel O, Loy K, Wenzel EM, Grömer TW, Brachs S, Holzer M, Buslei R, Fritsch K, Regensburger M, Böhm KJ, Winner B, Mielenz D (2014). The Ca2+ Sensor Protein Swiprosin-1/EFhd2 Is Present in Neurites and Involved in Kinesin-Mediated Transport in Neurons. PLoS One 9(8):e103976.
Franz S, Ciatipis M, Pfeifer K, Kierdorf B, Sandner B, Bogdahn U, Blesch A, Winner B, Weidner N (2014). Thoracic rat spinal cord contusion injury induces remote spinal gliogenesis but not neurogenesis or gliogenesis in the brain. PLoS One 9(7):e102896.
Ettle B, Reiprich S, Deusser J, Schlachetzki JC, Xiang W, Prots I, Masliah E, Winner B, Wegner M, Winkler J (2014). Intracellular alpha-synuclein affects early maturation of primary oligodendrocyte progenitor cells. Mol Cell Neurosci 62:68-78.
Pérez-Brangulí F, Mishra HK, Prots I, Havlicek S, Kohl Z, Saul D, Rummel C, Dorca-Arevalo J, Regensburger M, Graef D, Sock E, Blasi J, Groemer TW, Schlötzer-Schrehardt U, Winkler J, Winner B (2014). Dysfunction of spatacsin leads to axonal pathology in SPG11-linked hereditary spastic paraplegia. Hum Mol Genet 23(18):4859-74.
Havlicek S, Kohl Z, Mishra HK, Prots I, Eberhardt E, Denguir N, Wend H, Plötz S, Boyer L, Marchetto MC, Aigner S, Sticht H, Groemer TW, Hehr U, Lampert A, Schlötzer-Schrehardt U, Winkler J, Gage FH, Winner B (2014). Gene dosage-dependent rescue of HSP neurite defects in SPG4 patients' neurons. Hum Mol Genet 23(10):2527-41.
Rockenstein E, Nuber S, Overk CR, Ubhi K, Mante M, Patrick C, Adame A, Trejo-Morales M, Gerez J, Picotti P, Jensen PH, Campioni S, Riek R, Winkler J, Gage FH, Winner B, Masliah E (2014). Accumulation of oligomer-prone α-synuclein exacerbates synaptic and neuronal degeneration in vivo. Brain 137(Pt 5):1496-513.
Winner B, Marchetto MC, Winkler J, Gage FH (2014). Human-induced pluripotent stem cells pave the road for a better understanding of motor neuron disease. Hum Mol Genet 23(R1):R27-R34.
Publikationen vor BioSysNet
1. Winner B, Jappelli R, Maji SK, Desplats P, Boyer L, Aigner S, Hetzer C, Loher T, Vilar M, Campioni S, Tzitzilonis C, Soragni A, Jessberger S, Mira H, Consiglio A, Pham E, Masliah E, Gage FH and Riek R. In vivo demonstration that a-synuclein oligomers are toxic. PNAS. 108(10):4194-9.
2. Winner B, Melrose HL, Zhao C, Hinkle KM, Yue M, Kent C, Braithwaite AT, Ogholikhan S, Aigner R, Winkler J, Farrer MJ, Gage FH. Adult neurogenesis and neurite outgrowth are impaired in LRRK2 G2019S mice. Neurobiol Dis. 2011, 41(3):706-16.
3. Marchetto MC, Winner B, Gage FH. Pluripotent stem cells in neurodegenerative and neurodevelopmental diseases. Hum Mol Genet. 2010, R71–R76.
4. Glass CK, Saijo K, Winner B, Marchetto MC, Gage FH. Mechanism underlying inflammation in neurodegeneration. Cell. 2010 19;140(6):918-34.
5. Saijo K, Winner B, Carson CT, Collier JG, Boyer L, Rosenfeld MG, Gage FH, Glass CK. A Nurr1/CoREST transrepression pathway antagonizes neurotoxicity of activated microglia, Cell. 2009; 137: 47-59.
6. Marxreiter F, Nuber S, Klucken J, Aigner R, Burgmayer R, Couillard-Despres S, Riess O, Winkler J, and Winner B, A30P alpha-synuclein expression regulates adult olfactory bulb neurogenesis. Eur J Neurosci, 2009; 29, 879–890.
7. Crews L, Mizuno H, Desplats P, Rockenstein E, Adame A, Winner B, Winkler J, Masliah E, α-Synuclein alters Notch-1 expression and neurogenesis in mouse embryonic stem cells and in the hippocampus of transgenic mice. J Neurosci 2008,16;28(16):4250-60.
8. Winner B, Lie DC, Rockenstein E, Aigner R, Aigner L, Masliah E, Kuhn HG, Winkler J. 2004. Human wild-type alpha-synuclein impairs neurogenesis. J Neuropathol Exp Neurol 63: 1155-66.
9. Pérez-Brangulí F, Cotrufo T, Muhaisen A, Ros O , Andrés R, Baeriswyl A, Fuschini G, Tarrago T, Pascual M, Ureña J, Comella J, Giralt E, Blasi J, Stoeckli E, Soriano E. A signaling mechanism coupling Netrin1/DCC chemoattraction to SNARE-mediated exocytosis in growth cones. Journal of Neuroscience, 2011, 31(41):14463-80.
10. Janssen BJ, Robinson RA, Pérez-Brangulí F, Bell CH, Mitchell KJ, Sielbold C, Jones EY. Structural basis of semaphoring-plexin signalling. Nature, 2010. 467,1118-22.