VAMP3 und VAMP7 steuern Nachschub des wichtigen PLP-Proteins für Aufbau von Myelinscheiden an Axonen der Nervenzellen
21.04.2011
Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben einen wichtigen Mechanismus entdeckt, der die Bildung der Myelinscheide an den Axonen von Nervenzellen beeinflusst. Wird dieser Mechanismus absichtlich ausgeschaltet, funktioniert der Transport von Myelinbausteinen nicht mehr normal. Die Mainzer Biologen forschen seit 5 Jahren auf diesem Gebiet und hoffen, dass ein besseres Verständnis der Myelinbildung künftig dazu beitragen wird, neue regenerative Therapien für demyelinisierende Erkrankungen zu entwickeln. Ein Verlust der Myelinschicht ist bspw. auch die Ursache von Multipler Sklerose (MS).
Axone sind in der Lage, Reize mit einer Geschwindigkeit von über 100m/s durch unseren Körper zu leiten. Die langen Fortsätze der Nervenzellen bedienen sich dazu der sog. saltatorischen Erregungsleitung, bei der elektrische Impulse nicht gleichmäßig durch die Nervenzellen laufen, sondern von Schnürring zu Schnürring springen. Zwischen den Schnürringen sind die Axone von einer isolierenden Hülle, dem Myelin, umgeben.
Spezialisierte Gehirnzellen, die Oligodendrozyten, umwickeln dazu einen Abschnitt des Axons mit eigenen Fortsätzen und zwar mit bis zu 50 Membranschichten und dies nicht nur an einer Stelle, sondern je nach Bedarf an vielen Abschnitten des Axons gleichzeitig. "Das ist eine gewaltige Leistung, für die ein Oligodendrozyt ein ausgeklügeltes und fein abgestimmtes Transportsystem braucht, um die notwendigen Baustoffe gezielt und auch rechtzeitig an Ort und Stelle zu bekommen", erklärt Dr. Eva-Maria Krämer-Albers von der Abteilung Molekulare Zellbiologie und Biologie für Mediziner der JGU. Wie das genau vonstattengeht, ist kaum bekannt.
In der Arbeitsgruppe von Krämer-Albers ist es nun gelungen, einen Mechanismus nachzuweisen, der diese Logistik teilweise regelt. Demnach wird der Transport des wichtigsten Proteins für den Bau der Myelinschichten, das Proteolipid-Protein (PLP), von zwei anderen Proteinen kontrolliert, die die Fracht im Innern der Oligodendrozyten zielsteuern: VAMP3 und VAMP7. Werden diese beiden Proteine in einer Zellkultur ausgeschaltet, ist der Transport von PLP deutlich verringert - am stärksten, wenn beide gleichzeitig entfernt wurden. Bei genetisch veränderten Mäusen verlief die Myelinbildung dagegen auch bei fehlendem VAMP3 normal, war jedoch bei inaktivem VAMP7 verändert. "Wir denken, dass VAMP7 ein wichtiges Rädchen in der Membrantransport-Maschinerie darstellt, indem es den PLP-Nachschub zum Einbau in die Myelinmembran regelt", so Jesa Amphornrat, die im Rahmen ihrer Doktorarbeit an den Untersuchungen beteiligt war. In Zukunft wollen die Mainzer Zellbiologen in Tierstudien beide VAMPs ausschalten und sehen, ob es einen direkten Link zu Erkrankungen gibt.