@article{MuellerMuellerRiederer2021,
  author    = {M{\"u}ller, Thomas and Mueller, Bernhard Klaus and Riederer, Peter},
  title     = {Perspective: Treatment for disease modification in chronic neurodegeneration},
  series = {Cells},
  volume    = {10},
  journal   = {Cells},
  number    = {4},
  issn      = {2073-4409},
  doi       = {10.3390/cells10040873},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-236644},
  year      = {2021},
  abstract  = {Symptomatic treatments are available for Parkinson's disease and Alzheimer's disease. An unmet need is cure or disease modification. This review discusses possible reasons for negative clinical study outcomes on disease modification following promising positive findings from experimental research. It scrutinizes current research paradigms for disease modification with antibodies against pathological protein enrichment, such as α-synuclein, amyloid or tau, based on post mortem findings. Instead a more uniform regenerative and reparative therapeutic approach for chronic neurodegenerative disease entities is proposed with stimulation of an endogenously existing repair system, which acts independent of specific disease mechanisms. The repulsive guidance molecule A pathway is involved in the regulation of peripheral and central neuronal restoration. Therapeutic antagonism of repulsive guidance molecule A reverses neurodegeneration according to experimental outcomes in numerous disease models in rodents and monkeys. Antibodies against repulsive guidance molecule A exist. First clinical studies in neurological conditions with an acute onset are under way. Future clinical trials with these antibodies should initially focus on well characterized uniform cohorts of patients. The efficiency of repulsive guidance molecule A antagonism and associated stimulation of neurogenesis should be demonstrated with objective assessment tools to counteract dilution of therapeutic effects by subjectivity and heterogeneity of chronic disease entities. Such a research concept will hopefully enhance clinical test strategies and improve the future therapeutic armamentarium for chronic neurodegeneration.},
  language  = {en}
}
@article{VoelkerVoelkerEngertetal.2021,
  author    = {Voelker, Johannes and Voelker, Christine and Engert, Jonas and Goemann, Nikolas and Hagen, Rudolf and Rak, Kristen},
  title     = {Spontaneous Calcium Oscillations through Differentiation: A Calcium Imaging Analysis of Rat Cochlear Nucleus Neural Stem Cells},
  series = {Cells},
  volume    = {10},
  journal   = {Cells},
  number    = {10},
  issn      = {2073-4409},
  doi       = {10.3390/cells10102802},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-248482},
  year      = {2021},
  abstract  = {Causal therapies for the auditory-pathway and inner-ear diseases are still not yet available for clinical application. Regenerative medicine approaches are discussed and examined as possible therapy options. Neural stem cells could play a role in the regeneration of the auditory pathway. In recent years, neural stem and progenitor cells have been identified in the cochlear nucleus, the second nucleus of the auditory pathway. The current investigation aimed to analyze cell maturation concerning cellular calcium activity. Cochlear nuclei from PND9 CD rats were microscopically dissected and propagated as neurospheres in free-floating cultures in stem-cell medium (Neurobasal, B27, GlutaMAX, EGF, bFGF). After 30 days, the dissociation and plating of these cells took place under withdrawal of the growth factors and the addition of retinoic acid, which induces neural cell differentiation. Calcium imaging analysis with BAPTA-1/Oregon Green was carried out at different times during the differentiation phase. In addition, the influence of different voltage-dependent calcium channels was analyzed through the targeted application of inhibitors of the L-, N-, R- and T-type calcium channels. For this purpose, comparative examinations were performed on CN NSCs, and primary CN neurons. As the cells differentiated, a significant increase in spontaneous neuronal calcium activity was demonstrated. In the differentiation stage, specific frequencies of the spontaneous calcium oscillations were measured in different regions of the individual cells. Initially, the highest frequency of spontaneous calcium oscillations was ascertainable in the maturing somata. Over time, these were overtaken by calcium oscillations in the axons and dendrites. Additionally, in the area of the growth cones, an increasing activity was determined. By inhibiting voltage-dependent calcium channels, their expression and function in the differentiation process were confirmed. A comparable pattern of maturation of these channels was found in CN NSCs and primary CN neurons. The present results show that neural stem cells of the rat cochlear nucleus differentiated not only morphologically but also functionally. Spontaneous calcium activities are of great relevance in terms of neurogenesis and integration into existing neuronal structures. These functional aspects of neurogenesis within the auditory pathway could serve as future targets for the exogenous control of neuronal regeneration.},
  language  = {en}
}
@article{FauserWeselekHauptmannetal.2020,
  author    = {Fauser, Mareike and Weselek, Grit and Hauptmann, Christine and Markert, Franz and Gerlach, Manfred and Hermann, Andreas and Storch, Alexander},
  title     = {Catecholaminergic Innervation of Periventricular Neurogenic Regions of the Developing Mouse Brain},
  series = {Frontiers in Neuroanatomy},
  volume    = {14},
  journal   = {Frontiers in Neuroanatomy},
  doi       = {10.3389/fnana.2020.558435},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-212485},
  year      = {2020},
  abstract  = {The major catecholamines—dopamine (DA) and norepinephrine (NE)—are not only involved in synaptic communication but also act as important trophic factors and might ultimately be involved in mammalian brain development. The catecholaminergic innervation of neurogenic regions of the developing brain and its putative relationship to neurogenesis is thus of pivotal interest. We here determined DA and NE innervation around the ventricular/subventricular zone (VZ/SVZ) bordering the whole ventricular system of the developing mouse brain from embryonic day 14.5 (E14.5), E16.5, and E19.5 until postnatal day zero (P0) by histological evaluation and HPLC with electrochemical detection. We correlated these data with the proliferation capacity of the respective regions by quantification of MCM\(^{2+}\) cells. During development, VZ/SVZ catecholamine levels dramatically increased between E16.5 and P0 with DA levels increasing in forebrain VZ/SVZ bordering the lateral ventricles and NE levels raising in midbrain/hindbrain VZ/SVZ bordering the third ventricle, the aqueduct, and the fourth ventricle. Conversely, proliferating MCM\(^{2+}\) cell counts dropped between E16.5 and E19.5 with a special focus on all VZ/SVZs outside the lateral ventricles. We detected an inverse strong negative correlation of the proliferation capacity in the periventricular neurogenic regions (log-transformed MCM\(^{2+}\) cell counts) with their NE levels (r = -0.932; p < 0.001), but not their DA levels (r = 0.440; p = 0.051) suggesting putative inhibitory effects of NE on cell proliferation within the periventricular regions during mouse brain development. Our data provide the first framework for further demandable studies on the functional importance of catecholamines, particularly NE, in regulating neural stem/progenitor cell proliferation and differentiation during mammalian brain development.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ziegenhals2018,
  author    = {Ziegenhals, Thomas},
  title     = {The role of the miR-26 family in neurogenesis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156395},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {For the differentiation of a embryonic stem cells (ESCs) to neuronal cells (NCs) a complex and coordinated gene regulation program is needed. One important control element for neuronal differentiation is the repressor element 1 silencing transcription factor (REST) complex, which represses neuronal gene expression in non-neuronal cells. Crucial effector proteins of the REST complex are small phosphatases such as the CTDSPs (C-terminal domain small phosphatases) that regulate polymerase II activity by dephosphorylating the C-terminal domain of the polymerase, thereby repressing target genes. The stepwise inactivation of REST, including the CTDSPs, leads to the induction of a neuron-specific gene program, which ultimately induces the formation of neurons. The spatio-temporal control of REST and its effector components is therefore a crucial step for neurogenesis. In zebrafish it was shown that the REST-associated CTDSP2 is negatively regulated by the micro RNA (miR) -26b. Interestingly, the miR-26b is encoded in an intron of the primary transcript of CTDSP2. This gives the fundament of an intrinsic regulatory negative feedback loop, which is essential for the proceeding of neurogenesis. This feedback loop is active during neurogenesis, but inactive in non-neuronal cells. The reason for this is that the maturation of the precursor miR (pre-miR) to the mature miR-26 is arrested in non neuronal cells, but not in neurons. As only mature miRs are actively repressing genes, the regulation of miR-26 processing is an essential step in neurogenesis. In this study, the molecular basis of miR-26 processing regulation in the context of neurogenesis was addressed. The mature miR is processed from two larger precursors: First the primary transcript is cleaved by the enzyme DROSHA in the nucleus to form the pre-miR. The pre-miR is exported from the nucleus and processed further through the enzyme DICER to yield the mature miR. The mature miR can regulate gene expression in association with the RNA-induced silencing complex (RISC). Multiple different scenarios in which miR processing was regulated were proposed and experimentally tested. Microinjection studies using Xenopus leavis oocytes showed that slowdown or blockage of the nucleo-cytoplasmic transport are not the reason for delayed pre-miR-26 processing. Moreover, in vitro and in vivo miR-processing assays showed that maturation is most likely regulated through a in trans acting factor, which blocks processing in non neuronal cells. Through RNA affinity chromatographic assays using zebrafish and murine lysates I was able to isolate and identify proteins that interact specifically with pre-miR-26 and could by this influence its biogenesis. Potential candidates are FMRP/FXR1/2, ZNF346 and Eral1, whose functional characterisation in the context of miR-biogenesis could now be addressed. The second part of my thesis was executed in close colaboration with the laboratory of Prof. Albrecht M{\"u}ller. The principal question was addressed how miR-26 influences neuronal gene expression and which genes are primarily affected. This research question could be addressed by using a cell culture model system, which mimics ex vivo the differentiation of ESCs to NCs via neuronal progenitor. For the functional analysis of miR-26 knock out cell lines were generated by the CRISPR/Cas9 technology. miR-26 deficient ESC keep their pluripotent state and are able to develop NPC, but show major impairment in differentiating to NCs. Through RNA deep sequencing the miR-26 induced transcriptome differences could be analysed. On the level of mRNAs it could be shown, that the expression of neuronal gene is downregulated in miR-26 deficient NCs. Interestingly, the deletion of miR-26 leads to selectively decreased levels of miRs, which on one hand regulate the REST complex and on the other hand are under transcriptional control by REST themself. This data and the discovery that induction of miR-26 leads to enrichment of other REST regulating miRs indicates that miR-26 initiates neurogenesis through stepwise inactivation of the REST complex.},
  subject      = {miRNS},
  language  = {en}
}
@article{KumarNaumannAigneretal.2015,
  author    = {Kumar, Praveen and Naumann, Ulrike and Aigner, Ludwig and Wischhusen, Joerg and Beier, Christoph P and Beier, Dagmar},
  title     = {Impaired TGF-β induced growth inhibition contributes to the increased proliferation rate of neural stem cells harboring mutant p53},
  series = {American Journal of Cancer Research},
  volume    = {5},
  journal   = {American Journal of Cancer Research},
  number    = {11},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-144262},
  pages     = {3436-3445},
  year      = {2015},
  abstract  = {Gliomas have been classified according to their histological properties. However, their respective cells of origin are still unknown. Neural progenitor cells (NPC) from the subventricular zone (SVZ) can initiate tumors in murine models of glioma and are likely cells of origin in the human disease. In both, p53 signaling is often functionally impaired which may contribute to tumor formation. Also, TGF-beta, which under physiological conditions exerts a strong control on the proliferation of NPCs in the SVZ, is a potent mitogen on glioma cells. Here, we approach on the crosstalk between p53 and TGF-beta by loss of function experiments using NPCs derived from p53 mutant mice, as well as pharmacological inhibition of TGF-beta signaling using TGF-beta receptor inhibitors. NPC derived from p53 mutant mice showed increased clonogenicity and more rapid proliferation than their wildtype counterparts. Further, NPC derived from p53\(^{mut/mut}\) mice were insensitive to TGF-beta induced growth arrest. Still, the canonical TGF-beta signaling pathway remained functional in the absence of p53 signaling and expression of key proteins as well as phosphorylation and nuclear translocation of SMAD2 were unaltered. TGF-beta-induced p21 expression could, in contrast, only be detected in p53\(^{wt/wt}\) but not in p53\(^{mut/mut}\) NPC. Conversely, inhibition of TGF-beta signaling using SB431542 increased proliferation of p53\(^{wt/wt}\) but not of p53\(^{mut/mut}\) NPC. In conclusion, our data suggest that the TGF-beta induced growth arrest in NPC depends on functional p53. Mutational inactivation of p53 hence contributes to increased proliferation of NPC and likely to the formation of hyperplasia of the SVZ observed in p53 deficient mice in vivo.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hermann2008,
  author    = {Hermann, Matthias R. M.},
  title     = {Untersuchungen zur Differenzierung neu gebildeter Zellen im Hippocampus von adulten Serotonin-Transporter-Knockout-M{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36092},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Ph{\"a}nomen der adulten Neurogenese existiert auch bei S{\"a}ugetieren w{\"a}hrend der gesamten Ontogenese. In den letzten Jahren wurden viele physiologische und pathologische Faktoren bestimmt, die einen Einfluss auf die adulte Neurogenese haben. Ein bedeutender Einfluss auf die adulte Neurogenese {\"u}bt dabei der 5-HT-Spiegel aus. 5-HT reguliert nicht nur w{\"a}hrend der embryonalen Entwicklung die Zellproliferation, Migration und Differenzierung, sondern ist auch ein wichtiger Faktor bei der adulten Neurogenese. Dabei wirkt 5-HT {\"u}ber den 5-HT1A-Rezeptor positiv auf die Stammzellproliferation und die adulte Neurogenese. Durch eine Therapie mit Antidepressiva kommt es ebenfalls zu einer 5-HT-Erh{\"o}hung im Extrazellularraum, dessen anregende Wirkung auf die Proliferation adulter Stammzellen im Gehirn nachgewiesen werden konnte. Dar{\"u}ber hinaus spielt 5-HT auch eine große Rolle bei neurophysiologischen Vorg{\"a}ngen im ZNS, die im Zusammenhang mit Emotionen, Lernen und Motorik stehen. Eine wichtige Grundlage der Depressionsforschung ist die Monoamin-Mangel-Hypothese, welche niedrige 5-HT-Spiegel als Ursache der Depression ansieht. In dieser Arbeit sollte der Einfluss eines existenten lebenslang erh{\"o}hten extrazellul{\"a}ren 5-HT-Spiegel auf die Neurogenese und vor allem auf die Differenzierungsrichtung neu gebildeter Zellen untersucht werden. Als Modell wurde eine transgene Mauslinie verwendet, bei der durch Knockout des 5-HTT ein permanent erh{\"o}hter extrazellul{\"a}rer 5-HT-Spiegel vorliegt. Die Stammzellproliferation konnte eindeutig durch eine Markierung sich teilender Zellen mit BrdU nachgewiesen werden. Kolokalisationsstudien mit Hilfe von Immunofluoreszenzf{\"a}rbungen und der anschließenden Darstellung mit dem Konfokalen Lasermikroskop konnten die Neubildung von Neuronen und Gliazellen und deren Migration an ihren funktionellen Ort darstellen. Es konnte kein signifikanter Unterschied in der Anzahl von im Hippocampus neu gebildeten Neuronen und Astrozyten zwischen Wildtyp- und 5-HTT-KO-M{\"a}usen nachgewiesen werden. Auch die Lokalisation der neu entstandenen und 48 Tage nach BrdU-Applikation nachgewiesenen Zellen war bei den Wildtyp- und 5-HTT-KO-Tieren ann{\"a}hernd gleich. Die {\"u}berwiegende Zahl mit 70\% befand sich in der SGZ, 10 - 15\% waren in der KZS lokalisiert und ein kleiner Teil befand sich im Hilus. Wir sind erst am Anfang des Verst{\"a}ndnisses der exakten molekularen Mechanismen in der neuroendokrinen Interaktion zwischen Neuronen und deren Transmitter, vor allem dem an zentraler Stelle stehenden 5-HT. Neue Techniken, die nicht nur die morphologische, sondern auch die funktionelle Darstellung der neuronalen und neurophysiologische T{\"a}tigkeit liefern, werden in Zukunft neue Erkenntnisse bringen.},
  subject      = {Neurogenese},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Harder2002,
  author    = {Harder, Friedrich},
  title     = {Untersuchungen zum in vivo Differenzierungspotenzial muriner und humaner h{\"a}matopoetischer sowie muriner neuraler Stammzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4214},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Zusammenfassung Im Zuge der S{\"a}ugerentwicklung entsteht aus der totipotenten Eizelle ein Organismus aus mehr als 200 verschiedenen Zelltypen. Dabei wird die Entwicklung und der Erhalt des Tieres von Stammzellen gew{\"a}hrleistet. W{\"a}hrend der Embryonalentwicklung gibt es nur transient vorkommende Stammzelltypen, w{\"a}hrend der adulte K{\"o}rper die Homoeostase mittels permanent vorhandener somatischer Stammzellen aufrechterh{\"a}lt. Als kennzeichnend f{\"u}r die somatischen Stammzellen galt, dass sie nur die Zellen ihres Gewebes ersetzen k{\"o}nnen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob SSZ tats{\"a}chlich auf die Bildung von Zellen ihres Stammzellkompartiments beschr{\"a}nkt sind. Dazu wurden drei verschiedene Stammzelltypen, murine h{\"a}matopoetische und humane HSZ sowie murine NSZ in murine Pr{\"a}implantationsblastozysten injiziert. Da dies die Zellen mit einer Umgebung exponiert, von der die Bildung aller Zelltypen des erwachsenen Tieres ausgeht. Es konnte gezeigt werden, dass zur Mitte der Schwangerschaft Nachkommen aller drei injizierten Stammzelltypen sich pr{\"a}ferentiell in den f{\"o}talen h{\"a}matopoetischen Geweben befinden. F{\"u}r humane h{\"a}matopoetische und murine NSZ wurde gezeigt, dass diese h{\"a}matopoetische Vorl{\"a}ufer in h{\"a}matopoetischen Geweben der Embryonen bilden, sowie dass Nachkommen dieser Zellen ein erythroides Genexpressionsmuster aktivieren. Der Vergleich adulter chim{\"a}rer Tiere zeigte, dass HSZ zu nahezu gleichen Teilen neurale und h{\"a}matopoetische Gewebe besiedelt hatten. Nachkommen neuraler Stammzellen dagegen vor allem in neuralen Geweben adulter Tiere gefunden wurden. Aus diesen Ergebnisssen l{\"a}sst sich ableiten, dass SSZ durch die Exposition mit der fr{\"u}hen embryonalen Mikroumgebung zur Bildung heterologer Zelltypen angeregt werden k{\"o}nnen. Außerdem demonstrieren diese Ergebnisse das unterschiedliche Entwicklungspotenzial von HSZ und NSZ und grenzen es gegen{\"u}ber dem pluripotenten Differenzierungspotenzial von ES-Zellen ab.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leimeister1999,
  author    = {Leimeister, Cornelia},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung von Genen f{\"u}r die Entwicklung der Nieren und des Urogenitalsystems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1690},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {1999},
  abstract  = {Das Studium der Nierenentwicklung gibt Einblicke in generelle entwicklungsbiologische Prozesse wie induktive Wechselwirkungen, mesenchymale Kondensation, mesenchymale-epitheliale Umformung, Determinierung von Zellschicksal sowie Differenzierung und damit auch in die Entstehung congenitaler Fehlbildungen. Nach Induktion durch die Ureterknospe entstehen aus dem metanephrogenen Mesenchym die funktionellen Einheiten der Niere - die Nephrone - und das Nierenstroma. Diesen morphogenetischen Prozessen liegen komplexe regulatorische Ver{\"a}nderungen in der Genexpression zugrunde, die bislang nicht im Detail aufgekl{\"a}rt sind. Ziel dieser Arbeit war deshalb die Identifizierung bekannter und insbesondere neuer Gene, die durch Induktion im metanephrogenen Mesenchym reguliert werden. Mit Hilfe der ddPCR und Transfilter-Organkulturen wurde die Genexpression von induziertem versus nicht-induziertem Mesenchym aus M{\"a}use-Nierenanlagen untersucht. Einzelne Kandidaten wurden auf differenzielle Expression durch Northern Blot Analyse {\"u}berpr{\"u}ft und f{\"u}r die weitere Charakterisierung ausgew{\"a}hlt. Als eines der bekannten Gene wurde sFRP2 als im metanephrogenen Mesenchym induziert best{\"a}tigt und durch in situ Hybridisierung ganzer M{\"a}useembryonen und Paraffinschnitte n{\"a}her untersucht. Es zeigt eine spezifische und dynamische Expression w{\"a}hrend der Entwicklung der Niere und anderer Gewebe, die mit den Expressionsmustern von sFRP1 und sFRP4 verglichen wurde. Die detailierte Genexpressionsanalyse der sFRP-Familie in der murinen Embryonalentwicklung sollte als Grundlage f{\"u}r funktionelle Studien dieser erst k{\"u}rzlich entdeckten neuen Genfamilie dienen. Erste Untersuchungen der ddPCR-Produkte C0-5, J6-3 und M2-4 zeigten, daß es sich um neue Gene handelt, die unterschiedliche Expressionsmuster in der Niere zeigen. W{\"a}hrend C0-5 dynamisch in Epithelzellen von Ureter und Nephronvorl{\"a}ufern exprimiert ist, markiert J6-3 Stromazellen und M2-4 ist bereits im kondensierenden Mesenchym, sp{\"a}ter aber auch in den epithelialen Derivaten nachweisbar. Die Isolierung und Analyse der dem C0-5-ddPCR-Fragment entsprechenden cDNA zeigte, daß sie f{\"u}r ein kollagenartiges Protein codiert, welches beim Menschen in der N{\"a}he des EWS-Gens auf Chromosom 22q12 liegt. Dar{\"u}ber hinaus wurde eine neue zu hairy und dem E(spl)-Komplex verwandte Genfamile identifiziert. Aufgrund ihrer Verwandtschaft und einem charakteristischen YRPW-Tetrapeptid wurden sie als Hey-Gene bezeichnet f{\"u}r: "hairy- und E(spl)-verwandt mit YRPW-Motiv". Sie zeigen gegen{\"u}ber hairy/E(spl) oder den entsprechenden Vertebraten-Homologen der Hes-Genfamilie ver{\"a}nderte DNA- und Protein-Bindungseigenschaften. Dar{\"u}ber hinaus korrelieren ihre Expressionsmuster h{\"a}ufig mit Genen des Delta-Notch-Signaltransduktionsweg, was auf eine Beteiligung der Hey-Gene an Zelldeterminierung und Bildung von Zellgrenzen hinweist. Diese Vermutung konnte durch die Analyse von Dll1-Knockout-M{\"a}usen f{\"u}r die Somitogenese ansatzweise best{\"a}tigt werden. Die Kombination von Transfilter-Organkultur mit ddPCR erwies sich als geeignet, um transkriptionell regulierte Gene des metanephrogenen Mesenchyms zu identifizieren. Expressions- und Sequenzanalyse vor allem der neuen Gene deutet auf ihre Beteiligung an der Entwicklung der Niere und anderer Gewebe hin, die nun im Einzelnen untersucht werden muß. Mehr als 50 weitere Kandidaten f{\"u}r neue Gene bilden eine breite Basis zur weiteren Erforschung molekularer Grundlagen der Nierenentwicklung.},
  subject      = {Niere},
  language  = {de}
}