Prof. Dr. Stefan Remy
Juniorprofessor, Gruppenleiter
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
BMZ 1 - Gebäude 344
Sigmund-Freud-Str. 25
53105 Bonn
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Forschungsschwerpunkte
Wir untersuchen, wie Nervenzellen neuronale Eingangssignale vorgeschalteter Nervenzellen verarbeiten und in Ausgangssignale umwandeln. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Funktion von Nervenzellnetzwerken und letztendlich des gesunden und erkrankten Gehirnes zu verstehen.
Signalverarbeitung auf Dendriten
Nervenzellen bilden verzweigte Fortsätze, sogenannte Dendriten, die über 95% der Eingangssignale von anderen Nervenzellen empfangen. Die Signalverarbeitung hängt von den Eigenschaften und der Struktur dieser kleinkalibrigen Dendriten ab. Veränderungen in der Art und Weise, wie Nervenzellen synaptische Information verarbeiten, bilden die zelluläre Basis des Lernens und des Gedächtnisses. Obwohl die zentrale Bedeutung der Dendriten in der Signalintegration und der synaptischen Plastizität seit Jahrzehnten unbestritten ist, ist es erst seit kurzem möglich, die Eigenschaften auch feinster Dendriten durch moderne Imagingverfahren und elektrophysiologische Messtechniken zu untersuchen. Mit Hilfe des 2-Photonen Uncaging von Neurotransmittermolekülen können wir mit hoher räumlicher und zeitlicher Präzision synaptische Ereignisse simulieren.
Die Rolle der Interneurone
Der Neurotransmitter GABA wird von verschiedenen Typen von Interneuronen freigesetzt und wirkt auf die Signalverarbeitung in den Dendriten hemmend. Das Zusammenspiel unterschiedlicher Interneurone bewirkt, dass die lokale Freisetzung von GABA am Dendritenbaum der Zielzelle zeitlich und räumlich eng kontrolliert wird. Klinisch relevant ist ein selektiver Verlust sowohl spezifischer Interneurontypen als auch neuromodulatorischer Afferenzen bei einer Vielzahl von Erkrankungen des Zentralnervensystems. Es ist daher von großer Bedeutung, die Auswirkung dendritisch und somatisch lokalisierter Hemmung auf die dendritische Signalverarbeitung zu verstehen und die der Hemmung zu Grunde liegenden Interneuron-Netzwerke zu identifizieren.
Gestörte Signalverarbeitung bei Alzheimer Demenz
Alzheimer ist die häufigste Form der Demenz, die Gefahr für ihre Entwicklung steigt mit jedem Jahrzehnt des Erwachsenenlebens. Die Erkrankung beeinflusst Gedächtnis, Denken und Verhalten. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es keinen befriedigenden therapeutischen Ansatz, der die krankheitsbedingten Veränderungen verhindern kann. Eine Voraussetzung für die Entwicklung solcher Therapien ist, ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden molekularen und strukturellen krankheitsbezogenen funktionellen Veränderungen der einzelnen neuronalen Kompartimente, wie zum Beispiel der einzelnen Synapsen auf dendritischen Dornfortsätzen und Dendriten zu gewinnen. Selbst kleinste Veränderungen in der Verarbeitung der synaptischen Signale kann leicht zu einer Änderung im Ausgangssignal führen und damit zu einer Störung der Funktion eines neuronalen Netzes. Es ist sehr wahrscheinlich, dass solche Veränderungen zu den kognitiven Defiziten, die mit neurodegenerativen Krankheiten assoziiert werden, beitragen.
Publikationen
Dendritic integration in hippocampal dentate granule cells.
Roland Krueppel, Stefan Remy, and Heinz Beck, Neuron, Volume 71, Issue 3, 512-528, 11 August 2011, DOI: 10.1016/j.neuron.2011.05.043
Upregulation of persistent Na+ current contributes to plasticity of intrinsic neuronal firing mode in hippocampal epileptogenesis.
Chen, S., Su, H., Yue, C., Remy, S., Sochivko, D., Beck, H., Yaari, Y, Journal of Neurophysiology 2010, October 27, doi:10.1152/jn.00184.2010
A Post-Burst Afterdepolarization Is Mediated by Group I Metabotropic Glutamate Receptor-Dependent Upregulation of Cav2.3 R-Type Calcium Channels in CA1 Pyramidal Neurons.
Park, J., Remy, S., Varela, J., Cooper D., Chung, S., Spruston N, PLoS Biology 2010, 8(11): e1000534. doi:10.137
Plasticity of voltage-gated ion channels in pyramidal cell dendrites
S Remy, H Beck, Y Yaari; Curr Opin Neurobiol. 2010 Aug;20(4):503-9. Epub 2010 Aug 4.
Intrinsic plasticity of dendritic excitability.
Remy, S., Beck, H., Yaari, Y, Current Opinion in Neurobiology, 2010 Aug;20(4):503-9. Übersichtsarbeit
Activity-dependent control of neuronal output by local and global dendritic spike attenuation.
Remy, S., Csicsvari, J., Beck, H, Neuron, 2009 ;61(6):906-16.
Role of axonal NaV1.6 sodium channels in action potential initiation of CA1 pyramidal neurons.
Royeck, M., Horstmann, MT, Remy, S., Reitze, M.,Yaari, Y. Beck, H, Journal of Neurophysiology, 2008, 100(4):2361-80
Dendritic spikes induce single-burst long-term potentiation.
Remy, S. and Spruston, N, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 2007, 104(43):17192-7
Molecular and cellular mechanisms of pharmacoresistance in epilepsy.
Remy, S., Beck H., 2006, Brain, 2006, 129:18-35. (Übersichtsarbeit)
Novel mechanisms underlying drug resistance in temporal lobe epilepsy.
Heinemann U., Kann O., Remy, S., Beck H. 2005, In Blume, WT (Editor): Intractable Epilepsies 1st edition, Lippincott Williams and Wilkins. (Buchkapitel)
Proximal persistent Na+ channels drive spike afterdepolarizations and associated bursting in adult rat CA1 pyramidal cells.
Yue C.*, Remy, S.*, Beck, H., Yaari, Y, Journal of Neuroscience 2005, 25(42):9704-20. *geteilte Erstautorenschaft
Mechanisms underlying drug resistance in epilepsy: Altered Pharmacosensitivity of Drug Targets.
Beck, H., Remy S, Epilepsy Research, 2004, 60,103. (Uebersichtsarbeit in Sonderbeitrag: W. Loescher, D. Schmidt: New Horizons in the Develeopment of antiepileptic drugs)
Modulation of voltage-dependent Na+ channels by the delta-agonist SNC80 in acutely isolated rat hippocampal neurons.
Remy, C., Remy, S., Beck, H., Swandulla, D., Hans, M, Neuropharmacology 2004, 47(12)
Molecular and functional changes in voltage-dependent Na+ channels following pilocarpine-induced status epilepticus in rat dentate granule cells.
Ellerkmann, R.K.*, Remy, S.*, Chen J., Sochivko D., Elger C.E., Urban B.W., Becker A., Beck, H, Neuroscience 2003, 119(2):323-33. *geteilte Erstautorenschaft
Anticonvulsant pharmacology of voltage-gated sodium channels in hippocampal pyramidal neurons of control and chronically epileptic rats.
Remy, S., Urban, B.W., Elger, C.E., Beck, H, European Journal of Neuroscience 2003, 17(12):2648-58
A novel mechanism underlying drug-resistance in chronic epilepsy.
Remy, S., Gabriel, S., Urban, B.W., Dietrich, D., Lehmann, T.N., Elger, C.E., Heinemann, U., Beck, H, Annals of Neurology 2003, 53(4):469-79