Gegenstand der genehmigten Forschungsarbeiten ist die detaillierte Untersuchung der Funktionen des Proteins L1CAM (L1) in neuralen Zellen des Menschen. Ein funktionaler knockout von L1 ist mit schwerwiegenden Entwicklungsdefekten verbunden, die als L1-Syndrom zusammengefasst werden. Im Rahmen eines ersten Projetteils sollen verschiedene Mutationen in das L1-Gen eingebracht und die veränderten Gene in aus hES-Zellen abgeleiteten Neuronen zur Expression gebracht werden, in denen das Gen für L1 zuvor konditional deletiert wurde. Die Neurone sollen dann umfassend analysiert und der Effekt der jeweiligen Mutation auf die Funktionen von L1 bestimmt werden. In einem zweiten Projektteil soll überprüft werden, ob und inwieweit L1 ‒ ggf. durch Vermittlung der Wechselwirkungen zwischen Neuronen und T-Lymphozyten ‒ in neurodegenerative Prozesse involviert ist. Dazu sollen Wildtyp- und L1-defiziente hES-Zell-abgeleitete Neurone mit aktivierten T-Lymphozyten kokultiviert und bestimmt werden, wie die Genexpressionsmuster auf der Ebene des Transkriptoms und (Phospho)Proteoms durch die Ab- bzw. Anwesenheit von L1 moduliert werden. In einem dritten Teilprojekt soll schließlich ein In-vitro-Modell entwickelt werden, an dem die Rolle von L1 für die Integrität und das Überleben von Neuronen unter ischämischen Bedingungen untersucht werden soll, wie sie beispielsweise infolge eines Schlaganfalls oder Schädel-Hirn-Traumas vorliegen. Hierfür sollen hES-Zell-abgeleitete Wildtyp- oder L1-defiziente Neurone unter hypoxischen Bedingungen kultiviert und nach Stimulation durch pro-inflammatorische Mediatoren umfassend charakterisiert werden. Diese Untersuchungen sollen auch in Kokultur von aus hES-Zellen abgeleiteten Neuronen mit anderen Zellen des Gehirns erfolgen (Astrozyten, Mikroglia), die ggf. ebenfalls aus hES-Zellen gewonnen werden.
Kokultur-Modelle aus hES-Zell-abgeleiteten Neuronen, Ratten-Astrozyten
