Das genomische MikroRNA-Cluster miR379-410 liegt in der geprägten DLK1-DIO3- Region auf Chromosom 14q32 beim Menschen bzw. Chromosom 12qF1 bei der Maus. Die MikroRNAs des miR379-410 Clusters werden ausschließlich vom mütterlichen Allel exprimiert. Im Menschen führen die maternale sowie paternale uniparentale Disomie des Chromosoms 14 zu schwerwiegenden, sich voneinander unterscheidenden Krankheitsbildern. Neben anderen Defekten wie z.B. skeletalen Problemen und fazialen Dysmorphien kann bei der paternalen uniparentalen Disomie auch eine Intelligenzminderung auftreten. Es wurde vorgeschlagen, dass eine Abschaltung der Expression des miR379-410 Clusters zur Enstehung der Krankheitsbilder beitragen könnte. Desweiteren ist eine signifikante Reduktion der Expression von miR379-410-Cluster MikroRNAs in Schizophrenie- und Autismus-Patienten gefunden worden.
Wir konnten zeigen, dass einzelne MikroRNAs des miR379-410-Clusters die Expression des Zelladhäsionsproteins N-Cadherin im sich entwickelnden Neocortex der Maus regulieren und dass diese Regulation essentiell ist für die korrekte neuronale Differenzierung und Wanderung.
Zukünftig möchten wir die weiteren ZNS-spezifischen Funktionen des miR379-410-Clusters erforschen und herausfinden, ob eine Änderung der Expression dieser MikroRNAs zur Entstehung von Autismus beiträgt.
Das RBFOX1-Gen ist ein vielversprechendes Kandidatengen für die Pathogenese von Autismus. So wurden Kopienzahlveränderungen im RBFOX1-Gen in Patienten mit Autismus und anderen neuropsychiatrischen Störungen gefunden. Außerdem wurde in post-mortem Untersuchungen gezeigt, dass das RBFOX1-Gen in seiner Expression in den Gehirnen von Autismus-Patienten reduziert ist.
Das Ziel dieses Projektes ist es, die Funktionen des Rbfox1-Proteins während der Neurogenese und neuronalen Funktion zu identifizieren und zu verstehen, wie die Expression des Rbfox1-Gens im Gehirn reguliert wird. Die Maus dient uns für diese Studien als geeignetes Tiermodell. Diese Studien sollen uns helfen besser zu verstehen, warum eine Reduktion der RBFOX1-Expression zur Entstehung von Autismus im Menschen führt.
Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) können aus somatischen Zellen, wie z.B. aus Hautbiopsien gewonnenen Fibroblasten, über einen Reprogrammierungsprozess gewonnen werden und lassen sich wiederum in neurale Stammzellen, Neuronen und andere somatische Zellen differenzieren. Sie bilden damit ein hervorragend geeignetes Modellsystem, um molekulare Ursachen der Krankheitsentstehung im Menschen zu untersuchen. Wir haben kürzlich die Reprogrammierung sowie die iPS-Zellkultur in unserem Labor etabliert und nutzen diese Technologie zur Erforschung der molekularen Ursachen von Autismus sowie anderer neuropsychiatrischer Erkrankungen.