Dr. Frank Striggow

Gruppenleiter

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Haus 65
Leipziger Str. 44
39120 Magdeburg

frank.striggow(at)dzne.de
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+49 (0) 391 / 67-24532

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Forschungsschwerpunkte

In der Arbeitsgruppe Neurodegeneration und Interventionsstrategien untersuchen wir die Mechanismen, die zu Entstehung und klinischen Ausprägung chronischer Hirnerkrankungen führen. Zu diesen Erkrankungen zählen z.B. die familiäre sowie die nicht genetisch bedingte, sporadische Formen der Alzheimer’schen Erkrankung, frontotemporale und vaskuläre Demenzerkrankungen, Morbus Parkinson und Morbus Huntington. Darüber hinaus ist es unser Ziel, neue Therapieoptionen und deren molekulare Zielstrukturen (targets) zu identifizieren. Hierbei kooperieren wir mit präklinischen und klinischen Arbeitsgruppen innerhalb und außerhalb des DZNE.

Bei der Aufklärung von Mechanismen, die zur Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen führen, konzentrieren wir uns u.a. auf das sogenannte tau Protein. Wir konnten zeigen, daß lösliche tau-Oligomere, und nicht wie ursprünglich angenommen unlösliche tau Aggregate, zur Schädigung von Synapsen und zum Tod der betroffenen Neurone führen (Hinners et al., Mol. Cell. Neurosci. 2008). Wirkstoffe, die die Phosphorylierung des tau Proteins verhindern, können dem entgegen wirken.

Abb. 1: Die tau-Kaskade - vom Mikrotubuli-assoziiertem Protein zu neurofibrillären Tangles (NFTs) und neuronaler Schädigung.Zum Vergrößern bitte auf die Lupe klicken.
Abb. 1: Die tau-Kaskade - vom Mikrotubuli-assoziiertem Protein zu neurofibrillären Tangles (NFTs) und neuronaler Schädigung.
Abb. 2: Der tau-Kinase Inhibitor SRN556 schützt hippokampale Synapsen und verhindert eine Alzheimer-typische Neurodegeneration. Reprinted from Mol Cell Neurosci, 37(3), Hinners I et al., Tau kinase inhibitors protect hippocampal synapses despite of insoluble tau accumulation, 559-67, Copyright (2008), with permission from Elsevier.Zum Vergrößern bitte auf die Lupe klicken.
Abb. 2: Der tau-Kinase Inhibitor SRN556 schützt hippokampale Synapsen und verhindert eine Alzheimer-typische Neurodegeneration. Reprinted from Mol Cell Neurosci, 37(3), Hinners I et al., Tau kinase inhibitors protect hippocampal synapses despite of insoluble tau accumulation, 559-67, Copyright (2008), with permission from Elsevier.

Weiterhin interessieren uns die Details der tau-vermittelten Neurotoxizität, d.h. durch welche exogenen oder endogenen Signale wird diese induziert und welche Prozesse sind anschließend für die Krankheitsausprägung verantwortlich.

Im Projekt IMAS (Leitung Dr. Till Mack) entwickeln wir gemeinsam mit Partnern der Universität Leipzig, der TU Ilmenau und des Fraunhofer Institutes für Fabrikfertigung und Automatisierung (IFF) eine Technologie zur Findung und Untersuchung potentieller Wirkstoffe, die für die Behandlung tau-vermittelter Demenzerkrankungen (z.B. Alzheimer) in Frage kommen könnten. Hierbei werden u.a. impedanzsprektroskopische Untersuchungen an Zellen oder Gewebeschnitten des Hirns eingesetzt.

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Abb. 3: Analyse von Proteinhyperphosporylierungen mittels Impedanz-Spektroskopie. Jahnke et al. Lab Chip, 2009, 9, 1422–28 - Reproduced by permission of The Royal Society of Chemistry dx.doi.org/10.1039/b819754g.

Innerhalb des Forschungsclusters „Spitzenforschung und Innovationen in den Neuen Ländern – Protein-Kompetenznetzwek Halle (ProNEt-T3) – Tools, Targets, Therapeutics“, u. a. mit Partnerinstituten der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, der TU München, der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft entwickeln wir neue, multifunktionelle Wirkstoffkandidaten für die Behandlung verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen. Insbesondere geht es hierbei um spezifische multifunktionelle Immunophilin-Effektoren, die neuroprotektive, immunmodulatorische und/oder regenerative Prozesse im menschlichen Gehirn positiv beeinflussen. Wichtiger Kooperationspartner ist die Max-Planck-Forschungsstelle für Enzymologie der Proteinfaltung in Halle/Saale (Prof. Gunter Fischer).

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Der spezifische FKBP38 Inhibitor DM-CHX stimuliert nach einer fokalen zerebralen Ischämie die Proliferation endogener Stammzellen (links, grünes Fluoreszenzsignal) und deren Differenzierung zu Neuronen (rechts, gelbes Fluoreszenzsignal). This research was originally published in The Journal of Biological Chemistry. F. Edlich, et al. The specific FKBP38 inhibitor N-(N’,N’-dimethylcarboxamidomethyl)-cycloheximide has potent neuroprotective and neurotrophic properties in brain ischemia. J. Biol. Chem. 2006; 281:14961-70. © the American Society for Biochemistry and Molecular Biology.

Publikationen

Cytosolic Ca2+ regulates the energization of isolated brain mitochondria by formation of pyruvate through the malate-aspartate shuttle.

Gellerich FN, Gizatullina Z, Trumbekaite S, Korzeniewski B, Gaynutdinov T, Seppet E, Vielhaber S, Heinze HJ, Striggow F. Biochem J. 2012 May 1;443(3):747-55.

Impedance spectroscopy based measurement system for quantitative and label-free real-time monitoring of tauopathy in hippocampal slice cultures.

HG Jahnke, A Braesigk, TG Mack, S Pönick, F Striggow, AA Robitzki; Biosens Bioelectron. 2012 Feb 15;32(1):250-8. Epub 2011 Dec 23.

Insufficient endogenous redox buffer capacity may underlie neuronal vulnerability to cerebral ischemia and reperfusion.

P Röhnert, UH Schröder, I Ziabreva, M Täger, KG Reymann, F Striggow; J Neurosci Res. 2012 Jan;90(1):193-202. doi: 10.1002/jnr.22754. Epub 2011 Oct 4.

Effects of cyclosporine A and its immunosuppressive or non-immunosuppressive derivatives [D-Ser]8-CsA and Cs9 on mitochondria from different brain regions.

Z. Gizatullina, T.M. Gaynutdinov, H. Svoboda, D.  Jerzembek, A. Knabe, S. Vielhaber, M. Malesevic, H.-J. Heinze, G. Fischer, F. Striggow and F.N. Gellerich: Mitochondrion 11, 421-429 (2011).

A novel organotypic tauopathy model on a new microcavity chip for bioelectronic label-free and real time monitoring.

D. Krinke, H.G. Jahnke, T.G. Mack, A. Hirche, F. Striggow and A.A Robitzki: Biosens. Bioelectron.26, 162-168 (2010), Epub 2010 Jun 9.

The regulation of OXPHOS by extramitochondrial calcium.

F.N. Gellerich, Z. Gizatullina, S. Trumbeckaite, H.P. Nguyen, T. Pallas, O. Arandarcikaite, S. Vielhaber, E. Seppet and F. Striggow: Biochim. Biophys. Acta. 1797, 1018-1027 (2010), Epub 2010 Feb 6

Extramitochondrial Ca2+ in the nanomolar range regulates glutamate-dependent oxidative phosphorylation on demand.

F.N. Gellerich,  Z. Gizatullina, O. Arandacikaite, D. Jerzembeck, S. Vielhaber, E. Seppet and F. Striggow: PloS one 4, e8181 (2009)

Mitochondria and energetic depression in cell pathophysiology.

E. Seppet, M. Gruno, A. Peetsalu, Z. Gizatullina, H.P. Nguyen, S. Vielhaber, M. Wussling, S. Trumbeckaite, O. Arandarcikaite, D. Jerzembeck, M. Sonnabend, K. Jegorov, F. Striggow and F.N. Gellerich: Int. J. Mol. Sci. 10, 2252-2303 (2009)

An impedimetric microelectrode-based array sensor for label-free detection of tau hyperphosphorylation in human cells.

H.-G. Jahnke, A. Rothermel, I. Sternberger, T.G.A. Mack, R.G. Kurz, O. Pänkea, F. Striggow and A.A. Robitzki: Lab Chip 9, 1422-1428 (2009)

Impaired regulation of brain mitochondria by extramitochondrial Ca2+ in transgenic Huntington Disease rats.

F.N. Gellerich, Z. Gizatullina, H.P. Nguyen, S. Trumbeckaite, S. Vielhaber, E. Seppet, S. Zierz, B. Landwehrmeyer, O. Ries, S. von Hoersten and F. Striggow: J. Biol. Chem. 283, 30715-30724 (2008)

Tau kinase inhibitors protect hippocampal synapses despite of insoluble tau accumulation.

A. Hinners, A. Hill, U. Otto, A. Michalsky, T.G.A. Mack and F. Striggow: Mol. Cell. Neurosci.  37, 559-567 (2008)

Mitochondrial medicine: The central role of mitochondria in cell pathophysiology.

E. Seppet, Z. Gizatullina, S. Trumbeckaite, S. Zierz, F. Striggow and F.N. Gellerich: in MOLECULAR SYSTEM BIOENERGETIC ENERGY FOR LIFE  Hrsg  V.A. Saks  STM books Wiley-VCH GmbH & Co. (2007) 479-520

The specific FKBP38 inhibitor N-(N’,N’-dimethylcarboxamidomethyl)-cycloheximide has potent neuroprotective and neurotrophic properties in brain ischemia.

F. Edlich, M. Weiwad, D. Wildemann, F. Jarczowski, S. Kilka, M.-C. Moutty, G. Jahreis, C. Lücke, W. Schmidt, F. Striggow and G. Fischer: J. Biol. Chem. 281, 14961-14970 (2006)

Decreased stability of Huntington mitochondria against calcium in  R6/2 mouse muscle.

Z.Z. Gizatullina, K.S. Lindenberg, B.G. Landwehrmeyer, Y. Chen, C.M. Kosinski, P.Harjes, W. Schmidt, F. Striggow, S. Zierz, and F.N. Gellerich: Ann. Neurol. 59, 407-411(2006)

Preconditioning with thrombin can be protective or worsen damage after endothelin-1-induced focal ischemia in rats.

P. Henrich-Noack, F. Striggow, G. Reiser and K.G. Reymann: J Neurosci Res. 83, 469-475 (2006)

Activation of the calcineurin signaling pathway induces atrial hypertrophy during atrial fibrillation.

A. Bukowska, U. Lendeckel, D. Hirte, C. Wolke, F. Striggow, P. Röhnert, C. Huth, H.U. Klein, and A. Goette: Cell Mol Life Sci. 63, 333-342 (2006)

Hochdurchsatz-Screening und Wirkstoffentwicklung in Gewebekulturen.

P. Röhnert, T. Mack, F.N. Gellerich, F. Striggow, A. Hoffmann: Laborwelt 5, 39-41 (2005)

Na+ and Ca2+ homeostasis pathways, cell death and protection after oxygen-glucose-deprivation in organotypic hippocampal slice cultures.

M. Martínez-Sánchez, F. Striggow, U. Schroeder, S. Kahlert, K.G. Reymann and G. Reiser: Neurosci. 128, 729-740 (2004)

Automatisiertes funktionelles Screening in Gewebekulturen.

C. Heers, P. Röhnert, T. Mack and F. Striggow: Laborwelt 1, 2-4 (2004)

Short-term down-regulation of the brain-specific, PtdIns(3,4,5)P3/ Ins(1,3,4,5)P4-binding, adapter protein, p42IP4 / centaurin-a1 in rat brain after acoustic and electric stimulation.

G. Reiser, F. Striggow, C. Hackmann, H. Schwegler, D.M. Yilmazer-Hanke: Neurochem Int. 45, 89-93 (2004)

Influence of transient global ischemia on expression of prothrombin, PN-1 and protease-activated receptors.

M. Riek-Burchardt, F. Striggow, P. Henrich-Noack, G. Reiser, K.G. Reymann: Neurosci. Lett. 329, 181-184 (2002)

Telomics - tissue-based screening for target validation and preclinical drug development.

F. Striggow, P. Röhnert and K. G. Reymann: NewDrugs 1, 30-36 (2002)

Four different subtypes of protease-activated receptors are co-expressed in the CNS.

F. Striggow, M. Riek, A. Kiesel, W. Schmidt, P. Henrich-Noack, K.G. Reymann and G. Reiser, Eur. J. Neurosci. 14(4), 595-608 (2001)

Distinct Ca2+ thresholds determine cytochrome c release or permeability transition pore opening in brain mitochondria.

L. Schild, G. Keilhoff, W. Augustin, G. Reiser and F. Striggow: FASEB J. 15(3), 565-567 (2001)

The protease thrombin is an endogenous mediator of hippocampal neuroprotection against ischemia at low concentrations but causes degeneration at high concentrations.

F. Striggow, M. Riek, J. Breder, P. Henrich-Noack, K.G. Reymann and G. Reiser: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 2264-2269 (2000)

FK506 acts highly neuroprotective in an in vivo model of global cerebral ischemia but not under in vitro conditions.

W. Schmidt, F. Striggow, G. Reiser and K. G. Reymann: In Immunophilins in the Brain; FKBP-Ligands: Novel strategies for the treatment of neurodegenerative disorders (eds. B. Gold, G. Fischer and T. Herdegen), Prous Science, S.A., Barcelona, Spain, 269-276 (2000)

Regulation of intracellular calcium release channel function by arachidonic acid and leukotriene B4.

F. Striggow and B. E. Ehrlich: Biochem. Biophys. Res. Commun. 237, 413-418 (1997)

Phorbol ester-induced shedding of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) on erythroleukemic K 562 cells.

S. Fritz, F. Striggow, D. Reinhold, T. Schlüter, P. Schönfeld, S. Ansorge and R. Bohnensack: Biochem. Biophys. Acta 1312, 255-261 (1996)

Ligand-gated calcium channels inside and out.

F. Striggow and B. E. Ehrlich: Curr. Opin. Cell Biol. 8, 490-495 (1996)

The inositol 1,4,5-trisphosphate receptor of cerebellum: Mn2+-permeability and regulation by cytosolic Mn2+.

F. Striggow and B. E. Ehrlich: J. Gen. Physiol. 108, 115-124 (1996)

Inositol (1,4,5)-trisphosphate activates receptor-mediated calcium entry by two different pathways in hepatocytes.

F. Striggow and R. Bohnensack: Eur. J. Biochem. 222, 229-234 (1994)

Functional characterization of mitochondrial oxidative phosphorylation in saponin-skinned human muscle fibers.

W.S. Kunz, A.V. Kuznetsov, W. Schulze, K. Eichhorn, L. Schild, F. Striggow, R. Bohnensack, S. Neuhof, H. Grasshoff, H.W. Neumann and F.N. Gellerich: Biochim. Biophys. Acta 1144, 46-53 (1993)

Verapamil and diltiazem inhibit receptor-operated calcium channels and intracellular calcium oscillations in rat hepatocytes.

F. Striggow and R. Bohnensack: FEBS Lett. 318, 341-344 (1993)