Prof. Dr. Gerd Kempermann
Standortsprecher und Professor am CRTD
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Fetscherstraße 105
01307 Dresden
gerd.kempermann(at)dzne.de
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Forschungsschwerpunkte
Neue Neuronen für alte Gehirne
Adulte Neurogenese, die Bildung neuer Nervenzellen im erwachsenen Gehirn, wird zunehmend als ein wichtiger Aspekt der strukturellen Plastizität gesehen. Eine Population von Stammzellen, die das ganze Leben bestehen bleibt, ist die Quelle neuronaler Entwicklung im ansonsten "nicht-neurogenen" Gehirn. Neue Nervenzellen werden, abhängig von Aktivität und Erfahrung, vor allem dem Netzwerk des Hippocampus, dem "Tor zum Gedächtnis", zugefügt. Sie bringen Flexibilität in das Netzwerk, vor allem, wenn neue Informationen in vertrauten Kontext integriert werden müssen, eine Funktion, die oft bei Neurodegeneration, Demenz und Depression verloren geht. Zumindest bei Tieren wirken körperliche und kognitive Aktivität dem altersbedingten Verlust adulter Neurogenese entgegen und bilden was wir als "neurogene Reserve" bezeichnen.
Eine Gruppe, zwei Standorte
Unsere Gruppe besteht aus zwei "Abteilungen", eine am CRTD - Center for Regenerative Therapies Dresden und eine am DZNE Dresden. Beide untersuchen die adulte Neurogenese im Hippocampus und ihre Regulation durch Gene und Aktivität. Der DZNE-Teil der Gruppe konzentriert sich dabei auf drei Aspekte, die besonders im Kontext der Neurodegeneration und der Forschungsmission des DZNE als Ganzes relevant sind.
1. Stammzellmodelle
Ziel dieser Forschung ist eine Verbesserung neuronaler Stammzellkulturen aus dem adulten Hippocampus von Mäusen und Menschen, insbesondere durch die Kombination von klassischen Zellkulturtechniken mit modernen Biomaterialien (Kooperation mit Carsten Werner, CRTD).
2. Epigenetik
Aktivität hat nachhaltige Auswirkungen auf die adulte Neurogenese und beispielsweise die proliferative Aktivität der neuronalen Stammzellen im Hippocampus. Wir untersuchen, wie diese Aktivität die Genexpression verändert und wie epigenetische Mechanismen diese Änderungen kontrollieren. Die Hypothese ist, dass die "neurogene Reserve" mit einem charakteristischen epigenetischen Zustand verknüpft ist.
3. Untersuchung von menschlichen Funktionen im neurogenetischen Zusammenhang
Fortschritte bei der Identifizierung der funktionellen Beiträge neuer Neurone im Hippocampus eröffnen die Möglichkeit, diese Funktion beim Menschen, auch bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen, zu untersuchen.
Publikationen
Neuroscience. Youth culture in the adult brain.
Kempermann G. Science. 2012 Mar 9;335(6073):1175-6.
Glial cells in adult neurogenesis.
J Morrens, W Van Den Broeck, G Kempermann; Glia. 2012 Feb;60(2):159-74. doi: 10.1002/glia.21247. Epub 2011 Nov 10.
The pessimist's and optimist's views of adult neurogenesis.
G Kempermann, Cell, 2011 Jun 24, 145 (7), pp. 1009-1011.
Enriched environment and physical activity reduce microglia and influence the fate of NG2 cells in the amygdala of adult mice.
D Ehninger, LP Wang, F Klempin, B Römer, H Kettenmann, G Kempermann; Cell Tissue Res. 2011 Jul;345(1):69-86. Epub 2011 Jun 21.
The role of additive neurogenesis and synaptic plasticity in a hippocampal memory model with grid-cell like input
Appleby PA, Kempermann G, Wiskott L, PLoS Computational Biology 7
Tis21 expression marks not only populations of neurogenic precursor cells but also postmitotic neurons in adult hippocampal neurogenesis.
Attardo A, Fabel K, Krebs J, Haubensak W, Huttner WB, Kempermann G., Cer Cortex. 2009. In press.
Adaptive peripheral immune response increases proliferation of neural precursor cells in the adult hippocampus.
Wolf SA, Steiner B, Wengner A, Lipp M, Kammertoens T, Kempermann G., FASEB J. 2009 May 11. [Epub ahead of print]
Adult-generated hippocampal neurons allow the flexible use of spatially precise learning strategies.
Garthe A, Behr J, Kempermann G., PLoS ONE.;4(5):e5464. Epub 2009 May 7. PubMed PMID: 19421325
Melatonin Modulates Cell Survival of New Neurons in the Hippocampus of Adult Mice.
Ramírez-Rodríguez G, Klempin F, Babu H, Benítez-King G, Kempermann G., 2009 May 6. [Epub ahead of print]
CD4-positive T lymphocytes provide a neuroimmunological link in the control of adult hippocampal neurogenesis.
Wolf SA, Steiner B, Akpinarli A, Kammertoens T, Nassenstein C, Braun A, Blankenstein T, Kempermann G., J Immunol. 2009 Apr 1;182(7):3979-84.
Age effects on the regulation of adult hippocampal neurogenesis by physical activity and environmental enrichment in the APP23 mouse model of Alzheimer disease.
Mirochnic S, Wolf S, Staufenbiel M, Kempermann G., Hippocampus. 2009 Feb 13. [Epub ahead of print]
NMDA and benzodiazepine receptors have synergistic and antagonistic effects on precursor cells in adult hippocampal neurogenesis.
Petrus DS, Fabel K, Kronenberg G, Winter C, Steiner B, Kempermann G., Eur J Neurosci. 2009 Jan;29(2):244-52.
Cdk5 regulates accurate maturation of newborn granule cells in the adult hippocampus.
Jessberger S, Aigner S, Clemenson GD Jr, Toni N, Lie DC, Karalay O, Overall R, Kempermann G, Gage FH. PLoS Biol. 2008 Nov 11;6(11):e272.
The antitumorigenic response of neural precursors depends on subventricular proliferation and age.
Walzlein JH, Synowitz M, Engels B, Markovic DS, Gabrusiewicz K, Nikolaev E, Yoshikawa K, Kaminska B, Kempermann G, Uckert W, Kaczmarek L, Kettenmann H, Glass R. Stem Cells. 2008 Nov;26(11):2945-54. Epub 2008 Aug 28.
Folate deficiency induces neurodegeneration and brain dysfunction in mice lacking uracil DNA glycosylase.
Kronenberg G, Harms C, Sobol RW, Cardozo-Pelaez F, Linhart H, Winter B, Balkaya M, Gertz K, Gay SB, Cox D, Eckart S, Ahmadi M, Juckel G, Kempermann G, Hellweg R, Sohr R, Hörtnagl H, Wilson SH, Jaenisch R, Endres M. J Neurosci. 2008 Jul 9;28(28):7219-30.
Intermediate progenitors in adult hippocampal neurogenesis: Tbr2 expression andcoordinate regulation of neuronal output.
Hodge RD, Kowalczyk TD, Wolf SA, Encinas JM, Rippey C, Enikolopov G, Kempermann G, Hevner RF. J Neurosci. 2008 Apr 2;28(14):3707-17.
The neurogenic reserve hypothesis: what is adult hippocampal neurogenesis goodfor?
Kempermann G. Trends Neurosci. 2008 Apr;31(4):163-9. Epub 2008 Mar 7.
Enriched monolayer precursor cell cultures from micro-dissected adult mouse dentate gyrus yield functional granule cell-like neurons.
Babu H, Cheung G, Kettenmann H, Palmer TD, Kempermann G. PLoS ONE. 2007 Apr 25;2:e388
Cognitive and physical activity differently modulate disease progression in the amyloid precursor protein (APP)-23 model of Alzheimer's disease.
Wolf SA, Kronenberg G, Lehmann K, Blankenship A, Overall R, Staufenbiel M, Kempermann G. Biol Psychiatry. 2006 Dec 15;60(12):1314-23
Running in pregnancy transiently increases postnatal hippocampal neurogenesis in the offspring.
Bick-Sander A, Steiner B, Wolf SA, Babu H, Kempermann G. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Mar 7;103(10):3852-7
A functional hypothesis for adult hippocampal neurogenesis: avoidance of catastrophic interference in the dentate gyrus.
Wiskott L, Rasch MJ, Kempermann G. Hippocampus. 2006;16(3):329-43
Natural variation and genetic covariance in adult hippocampal neurogenesis.
Kempermann G, Chesler EJ, Lu L, Williams RW, Gage FH. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Jan 17;103(3):780-5
Physical exercise prevents age-related decline in precursor cell activity in the mouse dentate gyrus.
Kronenberg G, Bick-Sander A, Bunk E, Wolf C, Ehninger D, Kempermann G. Neurobiol Aging. 2006 Oct;27(10):1505-13
Milestones of neuronal development in the adult hippocampus.
Kempermann G, Jessberger S, Steiner B, Kronenberg G. Trends Neurosci. 2004 Aug;27(8):447-52
Depressed new neurons--adult hippocampal neurogenesis and a cellular plasticity hypothesis of major depression.
Kempermann G, Kronenberg G. Biol Psychiatry. 2003 Sep 1;54(5):499-503
Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus.
van Praag H, Kempermann G, Gage FH. Nat Neurosci. 1999 Mar;2(3):266-70
More hippocampal neurons in adult mice living in an enriched environment.
Kempermann G, Kuhn HG, Gage FH. Nature. 1997 Apr 3;386(6624):493-5