Studie der University of Cincinnati beleuchtet Rolle der Mikroglia bei neuronaler Neubildung

Eine Untersuchung der University of Cincinnati (UC) College of Medicine hat den Mechanismus aufgeklärt, durch den Mikroglia, die ortsansässigen Immunzellen des Gehirns, die Neurogenese im Hippocampus erwachsener Individuen regulieren. Diese Ergebnisse sind von Bedeutung für das Verständnis der Verjüngung des Gehirns bei alternden Populationen und für die Entwicklung von Ansätzen gegen neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit. Die Resultate, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Communications, konzentrieren sich auf die Interaktion zwischen diesen Immunzellen und der Entstehung neuer Neuronen, ein Prozess, der für kognitive Flexibilität und Gedächtnis wesentlich ist.

Die Forschung baut auf einer früheren Erkenntnis aus dem Jahr 2025 auf, die in Science publiziert wurde und die Existenz der adulten Neurogenese im menschlichen Hippocampus bestätigte. Das Team der University of Cincinnati unter der Leitung von Dr. Yu (Agnes) Luo, PhD, hat nun präzisiert, dass der Aktivitätszustand der Mikroglia für diesen Regenerationsprozess entscheidend ist. Konkret zeigten aktivierte Mikroglia, denen die TGF-beta-Signalübertragung fehlte, eine Stimulation der adulten Neurogenese durch einen als „Mikroglia-Neuronale-Stammzelle-Crosstalk“ bezeichneten Vorgang. Dr. Luo betonte, dass die Steigerung der adulten Neurogenese ein Ziel zur Erhaltung kognitiver Fähigkeiten im Alter darstellt.

Die Untersuchung identifizierte, dass Mikroglia die Überlebensfähigkeit und Entwicklung der Neuralen Progenitorzellen (NPCs) maßgeblich beeinflussen. Im Gegensatz zur früheren Annahme, dass ein entzündlicher Zustand der Mikroglia die Neurogenese generell beeinträchtigt, fanden die UC-Forscher eine differenziertere Realität: Das Ausschalten des TGF-beta-Signalwegs in den Mikroglia führte in Tiermodellen zu einem Anstieg der neuen, unreifen Neuronen im Hippocampus um über 66 Prozent. Weiterhin reiften diese Zellen über einen Zeitraum von zwölf Wochen zu voll funktionsfähigen Neuronen heran und integrierten sich in bestehende neuronale Schaltkreise.

Die TGF-beta-Signalübertragung ist ein Schlüsselregulator für die Homöostase der Mikroglia im zentralen Nervensystem. Die Implikationen für die Alzheimer-Forschung sind signifikant, da diese Erkrankung mit dem Verlust von Neuronen und beeinträchtigter Neurogenese einhergeht. Die Modulation der Mikroglia-Signalwege stellt eine neue therapeutische Frontlinie dar, um kognitiven Beeinträchtigungen entgegenzuwirken. Wesentliche Beiträge zur Entschlüsselung des zellulären Austauschs mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung leistete Krishna Roskin, PhD, von Cincinnati Children's. Kollaborateure der NYU Grossman School of Medicine und des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen in München waren ebenfalls beteiligt. Die UC-Gruppe arbeitet mit Ziyuan Guo, PhD, an der Validierung dieser Erkenntnisse mittels mikrogliale-integrierter menschlicher Organoide.