Neurale Stammzellen und adulte Neurogenese
Leiterin der Arbeitsgruppe Neurale Stammzellen und adulte Neurogenese
Forschungsschwerpunkte
Unsere Arbeitsgruppe hat das Ziel die Mechanismen der altersbedingten Abnahme neuraler Stammzellen und neugebildeter Nervenzellen zu erforschen. Dabei fokussiert sich die Arbeitsgruppe auf das Teilungsverhalten, die proliferative Kapazität und das Differenzierungspotential der Stammzellen während der Alterung unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen. Wir konzentrieren uns dabei auf zwei Regionen des Gehirns in dem zeitlebens Neurogenese durch neurale Stammzellen stattfindet: der Gyrus dentatus der Hippokampusformation und die subventrikulär Zone der lateralen Ventrikel/Riechhirn.
Unsere Schlüsselfragen sind unter anderem:
• Warum nehmen der Stammzellpool und die Neurogenese während der Alterung massiv ab?
• Wie verändert sich die Selbsterneuerung der Stammzellen während der Alterung?
• Wie verändert sich das Differenzierungspotential der Stammzellen während der Alterung?
• Welche zellulären Mechanismen liegen der altersbedingten Abnahme des Stammzellpools zugrunde?
• Wie verändern sich die Hippokampus-abhängigen Lern- und Gedächnisvorgänge während der Alterung?
Zur Beantwortung unserer Fragen bedienen wir uns neusten Techniken wie beispielsweise transgene induzierbare Mausmodelle, in vivo clonal analysis, lineage tracing und fate mapping Experimente, viraler Gentransfer, CLARITY Methode, immunhistochemischer- und molekularbiologischer Verfahren, eine Auswahl von kognitiven und motorischen Verhaltenstests, Implantationen mini osmotischer Pumpen, konfokaler Mikroskopie, verschiedene Schlaganfallmodelle und unterschiedliche Aktivitätsparadigmen.
Auszeichnungen
2024: Honours-Programm für forschungsorientierte Studierende (Leander Löber)
2024: Alzheimer Forschung Initiative e.V. (AFI) Travel Grant (Leander Löber)
2024: IZKF Travel Grant (Hanna Gude)
2021: Scholarship of the JSMM (Mahmoud Dahab Mohamed)
2021: IBRO International Travel Grants (Mahmoud Dahab Mohamed)
2005: Neurobiology Award of Excellence (NIH) bestowed upon by the Sam Schmidt Paralysis Foundation “Route 28 Summits in Neurology: Restoring Mobility: Stem Cells and Sensory/Motor Systems of the Spinal Cord”, Semiahmoo, Washington, USA
Drittmittel
Aktuelle Förderungen
-
IZKF Promotionsstipendien (HG), 2024
- LIFE "Connect" Kooperationspartnerin Stefanie Deinhardt-Emmer, Medizinische Mikrobiologie
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (LM), 2023-2026
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (MW), 2023-2026
- IZKF Promotionsstipendien (AT), 2023
- IZKF Promotionsstipendien (LK), 2022-2023
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (LL), 2022-2025
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (AL), 2021-2024
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (AB), 2020-2023
Ausgelaufene Förderungen
- IZKF Promotionsstipendien (MB, JB), 2020-2021
- Else Kröner-Promotionskolleg Jena School for Ageing Medicine (JSAM) (TA), 2019-2021
- Else Kröner-Forschungskolleg AntiAge als assoziierte Kollegiatin (SK), 2019 - 2022
- IZKF women in science (FF06): Expansion of radial glia-like stem cellsby modulation of intracellular chloride concentration in the hippocampal dentate gyrus during aging, 2019-2020
- DFG (KE1914/2-1): Einfluss der intrazellulären Chlorid-abhängigen Modulation radialer glia-like Stammzellen auf die adulte Neurogenese sowie deren assoziierte kognitive Funktion im alternden Gehirn, 2017 - 2021
- IZKF Promotionsstipendien (EG), 2018-2019
Publikationen
Woitke F, Blank A, Fleischer AL, Zhang S, Lehmann GM, Broesske J, Haase M, Redecker C, Schmeer CW, Keiner S.
Post-Stroke Environmental Enrichment Improves Neurogenesis and Cognitive Function and Reduces the Generation of Aberrant Neurons in the Mouse Hippocampus. Cells. 2023 Feb 17;12(4):652. doi: 10.3390/cells12040652. PMID: 36831319
Rudolph M, Schmeer CW, Günther M, Woitke F, Kathner-Schaffert C, Karapetow L, Lindner J, Lehmann T, Jirikowski G, Witte OW, Redecker C, Keiner S. Microglia-mediated phagocytosis of apoptotic nuclei is impaired in the adult murine hippocampus after stroke. Glia. 2021 Aug;69(8):2006-2022. doi: 10.1002/glia.24009. Epub 2021 May 4. PMID: 33942391
Ceanga M, Dahab M, Witte OW, Keiner S. Adult Neurogenesis and Stroke: A Tale of Two Neurogenic Niches. Front Neurosci. 2021 Aug 10;15:700297. doi: 10.3389/fnins.2021.700297. eCollection 2021. PMID: 34447293 Free PMC article. Review.
Bluemel P, Wickel J, Grünewald B, Ceanga M, Keiner S, Witte OW, Redecker C, Geis C, Kunze A. Sepsis promotes gliogenesis and depletes the pool of radial glia like stem cells in the hippocampus. Exp Neurol. 2020 Dec 30:113591. doi: 10.1016/j.expneurol.2020.113591. Online ahead of print. PMID: 33387461
Weselek G, Keiner S, Fauser M, Wagenführ L, Müller J, Kaltschmidt B, Brandt MD, Gerlach M, Redecker C, Hermann A, Storch A. Norepinephrine is a negative regulator of the adult periventricular neural stem cell niche. Stem Cells. 2020 May 30. doi: 10.1002/stem.3232. Online ahead of print. PMID: 32473039
Kathner-Schaffert C, Karapetow L, Günther M, Rudolph M, Dahab M, Baum E, Lehmann T, Witte OW, Redecker C, Schmeer CW, Keiner S. Early Stroke Induces Long-Term Impairment of Adult Neurogenesis Accompanied by Hippocampal-Mediated Cognitive Decline. Cells. 2019 Dec 17;8(12):1654. doi: 10.3390/cells8121654.
Fiebig C, Keiner S, Ebert B, Schäffner I, Jagasia R, Chichung Lie D and Beckervordersandforth R. Mitochondrial Dysfunction in Astrocytes Impairs the Generation of Reactive Astrocytes and Enhances Neuronal Cell Death in the Cortex Upon Photothrombotic Lesion. Front Mol Neurosci. 2019 Feb 22;12:40.
Ceanga M, Keiner S, Grünewald B, Haselmann H, Frahm C, Couillard-Després S, Witte OW, Redecker C, Geis C, Kunze A. Stroke Accelerates and Uncouples Intrinsic and Synaptic Excitability Maturation of Mouse Hippocampal DCX+ Adult-Born Granule Cells. J Neurosci. 2019 Feb 27;39(9):1755-1766.
Tadić V, Adam A, Goldhammer N, Lautenschlaeger J, Oberstadt M, Malci A, Le TT, Sengupta S, Stubendorff B, Keiner S, Witte OW, Grosskreutz J. Investigation of mitochondrial calcium uniporter role in embryonic and adult motor neurons from G93AhSOD1 mice. Neurobiol Aging. 2019 Mar;75:209-222.
Sengupta S, Le TT, Adam A, Tadić V, Stubendorff B, Keiner S, Kloss L, Prell T, Witte OW, Grosskreutz J. Interferon-γ Receptor 1 and GluR1 upregulated in motor neurons of symptomatic hSOD1G93A mice. Eur J Neurosci. 2019 Jan;49(1):62-78.
Woitke F, Ceanga M, Rudolph M, Niv F, Witte OW, Redecker C, Kunze A, Keiner S. Adult hippocampal neurogenesis poststroke: More new granule cells but aberrant morphology and impaired spatial memory. PLoS One. 2017 Sep 14;12(9):e0183463.
Tadić V, Malci A, Goldhammer N, Stubendorff B, Sengupta S, Prell T, Keiner S, Liu J, Guenther M, Frahm C, Witte OW, Grosskreutz J. Sigma 1 receptor activation modifies intracellular calcium exchange in the G93AhSOD1 ALS model. Neuroscience. 2017 Sep 17;359:105-118.
Keiner S, Niv F, Neumann S, Steinbach T, Schmeer C, Hornung K, Schlenker Y, Förster M, Witte OW, Redecker C. Effect of skilled reaching training and enriched environment on generation of oligodendrocytes in the adult sensorimotor cortex and corpus callosum. BMC Neurosci. 2017 Mar 9;18(1):31.
Beckervordersandforth R, Ebert B, Schäffner I, Moss J, Fiebig C, Shin J, Moore DL, Ghosh L, Trinchero MF, Stockburger C, Friedland K, Steib K, von Wittgenstein J, Keiner S, Redecker C, Hölter SM, Xiang W, Wurst W, Jagasia R, Schinder AF, Ming GL, Toni N, Jessberger S, Song H, Lie DC. Role of Mitochondrial Metabolism in the Control of Early Lineage Progression and Aging Phenotypes in Adult Hippocampal Neurogenesis. Neuron. 2017 Feb 8;93(3):560-573.
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Schultheiß C, Abe P, Hoffmann F, Mueller W, Kreuder AE, Schütz D, Haege S, Redecker C, Keiner S, Kannan S, Claasen JH, Pfrieger FW, Stumm R. (2013) CXCR4 prevents dispersion of granule neuron precursors in the adult dentate gyrus. Hippocampus. 23(12):1345-58.
Niv F., Keiner S., K-Krishna, Witte OW., Redecker C. (2012) Aberrant neurogenesis after stroke: a retroviral cell labeling study. Stroke 43(9):2468-75.
Beetz C, Pieber TR, Hertel N, Schabhüttl M, Fischer C, Trajanoski S, Graf E, Keiner S, Kurth I, Wieland T, Varga RE, Timmerman V, Reilly MM, Strom TM, Auer-Grumbach M. (2012) Exome sequencing identifies a REEP1 mutation involved in distal hereditary motor neuropathy type V. Am J Hum Genet. 13;91(1):139-45.
Geibig CS, Keiner S, Redecker C. (2012) Functional recruitment of newborn hippocampal neurons after experimental stroke. Neurobiol Dis. 46(2):431-9
Liebigt S, Schlegel N, Oberland J, Witte OW, Redecker C, Keiner S. (2012) Effects of rehabilitative training and anti-inflammatory treatment on functional recovery and cellular reorganization following stroke. Exp. Neurology 233(2);:776-82
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Haase D, Keiner S, Mawrin C, Wolf G. (2009) Reduced Morg1 expression in ischemic human brain. Neurosci Lett. 8;455(1):46-50.
Axer H, Bernstein HG, Keiner S, Heronimus P, Sauer H, Witte OW, Bogerts B, Bär KJ. (2009) Erhöhte Neuronenzahl im Vaguskern bei schizophrenen Patienten. Klin Neurophysiol. 40 - P289
Keiner S., Wurm F., Kunze A., Witte OW., Redecker C. (2008) Rehabilitative therapies differentially alter proliferation and survival of glial cell populations in the perilesional zone of cortical infarcts. Glia 56(5):516-27
Wurm F, Keiner S, Kunze A, Witte OW, Redecker C. (2007) Effects of skilled forelimb training on hippocampal neurogenesis and spatial learning after focal cortical infarcts in the adult rat brain. Stroke. 38(10):2833-40.
Frahm C, Siegel G, Grass S, Witte OW. (2006) Stable expression of the vesicular GABA transporter following photothrombotic infarct in rat brain. Neuroscience. 140(3):865-77.
Kunze A, Grass S, Witte OW, Yamaguchi M, Kempermann G, Redecker C. (2006) Proliferative response of distinct hippocampal progenitor cell populations after cortical infarcts in the adult brain. Neurobiol Dis. 21(2):324-32.
Lehre
Koordinatorin im Studiengang Molecular Medicine für das Modul “Neuroscience”
Vorlesungen and Praktika im Bereich Molecular Medicine
Vorlesungen für Pharmazeuten in Bereich Pharmakologie/Toxikologie
Team
Dipl.-Ing. Madlen Haase
Cand. med. Luisa Fillipini
Cand. med. Julius Broesske
Cand. med. Magdalene Rippe
Cand. med. Anna-Lena Fleischer
Cand. med. Lucas Kaiser
Cand. med. Leander Löber
Cand. med. Anja Thomsen
Cand. med. Maydé Wallborn
Cand. med. Lennard Mehler
Cand. med. Hanna Gude
M. Sc. Ulrike Röchte
Alumni
Dr. med. Tina Andrä
Dr. med. Antonia Blank
Dr. med. Edith Göller
Dr. med. Kassandra Reiche
Dr. med. Florus Woitke
Dr. med. Lina Karapetow
Dr. med. Max Rudolph
M. Sc. Gregor Stein
M. Sc. Leopold Wohlsperger
M. Sc. Jessica Mesterheide
M. Sc. Carolin Kathner
B. Sc. Jule Birnstein
B. Sc. Gina-Marie Lehmann
B. Sc. Lena Sablotny
B. Sc. Kristina Hänselmann
B. Sc. Theresa Simon
B. Sc. Judith Hidalgo
B. Sc. Pia Schweineberg
B. Sc. Sabrina Beersiek
B. Sc. Maximillian Jamin
B. Sc. Susanne Neumann
B. Sc.Tanja Steinbach
B. Sc. Melanie Storch