Prof. Dr. Klaus Reymann
Gruppenleiter
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Brenneckestr. 6
39118 Magdeburg
klaus.reymann(at)dzne.de
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Weitere Informationen
Forschungsschwerpunkte
Unser präklinisches Forschungsteam hat in Zusammenarbeit mit dem Leibniz Institut für Neurobiologie Magdeburg und der Klinik für Neurobiologie damit begonnen, neue Modelle und Forschungsmethoden zu entwickeln und legt das Hauptaugenmerk auf neuroprotektive und kompensierende Strategien gegen Demenz als auch auf diagnostische Bildgebungsverfahren unter Verwendung von in vivo- und Gewebekulturansätzen.
Tiefenhirnstimulation
Die Alzheimer Krankheit geht mit einer Verschlechterung der kognitiven Funktionen wie Gedächtnisverlust einher. Mit Hilfe der 5xFAD-tg6799 Maus als Modell für diese Krankheit etablierten wir das Paradigma der Angstkonditionierung (Fear conditioning) und das des Shuttle-Box-Lernens. Wir arbeiten an Strategien zur therapeutischen Kompensation des Gedächtnisverlustes, indem dopaminerge Mechanismen durch Tiefenhirnstimulation oder durch Dopaminagonisten verstärkt werden. Wir stimulieren Belohnungszentren, speziell das dopaminerge Ventrale Tegmentum und das mediale Vorderhirnbündel, um das Gedächtnis zu verbessern. Wenn Verbesserungen der Gedächtnisleistung ersichtlich werden, sollen die möglicherweise zugrunde liegenden Mechanismen wie Netzwerkplastizität und Neurogenese untersucht werden.
- Setup zur Stimulation des ventrale Tegmentums in Mäusen mit eingeschränkten kognitiven Fähigkeiten
Pharmakologie der Amyloid β-induzierten funktionellen Störungen
Die Störung der neuronalen Funktion, induziert durch sublethale Aβ-Konzentrationen wird bei Patienten als erstes Stadium des kognitiven Verfalls angesehen. Wir erforschen die Mechanismen und die möglichen Angriffsziele von Pharmaka bei Amyloid β-induzierten funktionellen Störungen. Es ist bekannt, dass Aβ-Oligomerisierung zu einer Beeinträchtigung der Langzeitpotenzierung, eine Form des synaptischen Gedächtnisses, führt. Wir stellten fest, dass Aβ-Oligomere zu einer Abnahme neuronaler, spontaner Netzwerkaktivität und zu einer Retraktion der Dornfortsätze führt, lange vor den sichtbaren, zytotoxischen Effekten (in Zusammenarbeit mit Georg Reiser, Neurobiochemie Magdeburg). Die Aβ-vermittelte neuronale Dysfunktion kann mit NR2B enthaltenem NMDA-Rezeptor-Antagonisten wie Ifenprodil blockiert werden, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung nachgeschalteter Effektoren dieser Rezeptoren bei der frühen verschlechternden Wirkung der Aβ-Oligomere involviert ist. In diesem Zusammenhang fanden wir, dass Jacob, ein Botenstoff, der die extrasynaptische NMDA-Rezeptor-Aktivität mit der CREB-Dephosphorylierung koppeln kann, im Kern von Pyramidenzellen nach der Verabreichung von Aβ-Oligomeren akkumuliert (in Zusammenarbeit mit Michael Kreutz, Neurobiologie Magdeburg). In der Zwischenzeit verwendeten wir die hippokampale Langzeitpotenzierung als Modell, um verschiedene Alzheimer-Pharmaka zu testen. Weiterhin erforschen wir, ob ein chronisch erhöhter Aβ‑Spiegel die molekulare Zusammensetzung der Prä- und Postsynapse beeinflusst (in Zusammenarbeit mit Dr. Fejtová und Prof. Gundelfinger, Neurobiologie Magdeburg).
- Der NMDA-Rezeptor Antagonist Ifenprodil wirkt der Beeinträchtigungen der LTP nach oligomerischem Aβ entgegen
- Aß-amyloid reduziert die spontane neuronale Aktivität in primären neuronalen Zellkulturen (Fura-imaging)
Mechanismen vaskulärer und gemischter Demenz
Zukünftig wird unserer Forschung auf neuroprotektive Strategien gegen vaskuläre und gemischte Demenzformen gerichtet sein. Die vaskuläre Demenz stellt die zweithäufigste, Form der altersabhängigen Demenz dar. Sie resultiert aus allen Formen zerebrovaskulärer Schädigungen, die postischämische Syndrome einschließt. Die Definition der Pathologie der vaskulärer Demenz erweist sich als kompliziert, da zerebrovaskuläre Krankheiten sehr heterogen sind und andere Pathologien mit dem Alzheimertyp koexistieren. Um die Pathophysiologie der vaskulären Demenz zu beschreiben, untersuchen wir Veränderungen in den Gefäßen in geeigneten Tiermodellen mit der Kernspintomographie und Zwei‑Photonen‑Bildgebung. Wir versuchen, neue Tiermodelle zu entwickeln und Mechanismen zur Interaktion zwischen Nerven- und Immunsystem zu untersuchen. Wir haben damit begonnen, die natürliche Pathophysiologie zerebraler Erkrankungen der kleinen Gefäße (SVD) in SHSP‑Ratten (ohne Salzdiät) zu untersuchen. Die Erkrankung der kleinen Gefäße beginnt lange bevor pathognomische Veränderungen auftreten, inkl. Mikroblutungen und Mikrothrombosen (zusammen mit Michael Görtler, Neurobiologie Magdeburg).
Bildgebung der Demenz in transgenen Mäusen
In Zusammenarbeit mit Jürgen Goldschmidt und Henning Scheich (Neurobiologie Magdeburg) entwickeln wir neue Methoden, um die pathologische Netzwerk-Dysfunktion zu analysieren und die diagnostische Bildgebung zu entwickeln. Wir vergleichen Alzheimer-Mutanten mit nicht-transgenen Wurfgeschwistern hinsichtlich ihres Musters neuronaler Aktivität bei normalem Verhalten. Dazu kartieren wir die neuronale Aktivität mit Hilfe der Thallium Autometallographie. Diese Methode basiert auf der engen Kopplung neuronaler Aktivität mit einer Kaliumaufnahme. Kalium-Analoge wie das Schwermetall Thallium kann als Marker zur Bildgebung neuronaler Aktivität verwendet werden. Zusätzlich etablieren wir SPECT‑Analysen der neuronalen Aktivität mit 201‑Thallium und 99‑Technetium, welche verwendet werden können, um Alzheimer-ähnliche Änderungen der Aktivitätsmuster aufzuzeigen und welche als Marker für eine frühe Alzheimer-Diagnose behilflich sein können.
- Mithilfe von Thalium oder Indikatoren für die Durchblutung kann die Aktivierung von Hirnregionen nach elektrischer Stimulierung des Belohnungssystems untersucht werden. Die Abbildung zeigt links ein hochauflösendes anatomischer MRT-Bild eines Mauskopfes mit einer Elektrode in einem neuronalen Pfad des Belohnungssystems (mediales Vorderhirn-Bündel). Auf der rechten Seite sind die elektrisch aktivierten Hirnregionen (gelb), die mithilfe der SPECT-Bildgebung dargestellt wurden, überlagert.
Publikationen
N-Terminal pyroglutamate formation of Aβ38 and Aβ40 enforces oligomer formation and potency to disrupt hippocampal long-term potentiation.
Schlenzig D, Rönicke R, Cynis H, Ludwig HH, Scheel E, Reymann K, Saido T, Hause G, Schilling S, Demuth HU. J Neurochem. 2012 Jun;121(5):774-84. doi: 10.1111/j.1471-4159.2012.07707.x. Epub 2012 Mar 28.
Structural basis of β-amyloid-dependent synaptic dysfunctions.
Haupt C, Leppert J, Rönicke R, Meinhardt J, Yadav JK, Ramachandran R, Ohlenschläger O, Reymann KG, Görlach M, Fändrich M. Angew Chem Int Ed Engl. 2012 Feb 13;51(7):1576-9. doi: 10.1002/anie.201105638. Epub 2012 Jan 10.
The pathologic cascade of cerebrovascular lesions in SHRSP: is erythrocyte accumulation an early phase?
S Schreiber, CZ Bueche, C Garz, S Kropf, F Angenstein, J Goldschmidt, J Neumann, HJ Heinze, M Goertler, KG Reymann, H Braun; J Cereb Blood Flow Metab. 2012 Feb;32(2):278-90. doi: 10.1038/jcbfm.2011.122. Epub 2011 Aug 31.
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.
Post-translational membrane insertion of tail-anchored transmembrane EF-hand Ca2+ sensor calneurons requires the TRC40/Asna1 protein chaperone
J Hradsky, V Raghuram, PP Reddy, G Navarro, M Hupe, V Casado, PJ McCormick, Y Sharma, MR Kreutz, M Mikhaylova; J Biol Chem. 2011 Oct 21;286(42):36762-76. Epub 2011 Aug 30.
Kidney pathology precedes and predicts the pathological cascade of cerebrovascular lesions in stroke prone rats.
S Schreiber, CZ Bueche, C Garz, S Kropf, D Kuester, K Amann, HJ Heinze, M Goertler, KG Reymann, H Braun; PLoS One. 2011;6(10):e26287. Epub 2011 Oct 21.
Effects of transient global ischaemia on freezing behaviour and activity in a context-dependent fear conditioning task - Implications for memory investigations.
P Henrich-Noack, K Krautwald, KG Reymann, W Wetzel, Brain Research Bulletin, 2011 Jul 15, 85(6), pp. 346-353.
Combining independent drug classes into superior, synergistically acting hybrid molecules.
Müller-Schiffmann, A., März, J., Andreyeva, A., Rönicke, R., Bartnik, D., Brener, O., Muyrers, J., Horn, A.H.C., Gottmann, K., Reymann, K., Funke, S.A., Nagel-Steger, L., Moriscot, C., Schoehn, G., Sticht, H., Willbold, D., Schrader, T., and Korth, C., Angew. Chem. Int. Ed. Engl,. 2010, 49:8743-6.
Functional interaction of metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) and NMDA-receptor by an mGluR5 positive allosteric modulator in-vitro and in-vivo.
Rosenbrock, H, Kramer, G., Hobson, S, Koros, E, Grundl, M, Grauert, M, Reymann, KG and Schröder, UH., Eur. J. Pharmacol. , 2010, 639: 40-46.
Early neuronal dysfunction by amyloid beta oligomers depends on activation of NR2B-containing NMDA receptors.
Rönicke R, Mikhaylova M, Rönicke S, Meinhardt J, Schröder UH, Fändrich M, Reiser G, Kreutz MR, Reymann KG., Neurobiol Aging. 2010 (Epub ahead of print)
Inhibition of calpain prevents NMDA-induced cell death and beta-amyloid-induced synaptic dysfunction in hippocampal slice cultures.
Nimmrich V, Reymann KG, Strassburger M, Schöder UH, Gross G, Hahn A, Schoemaker H, Wicke K, Möller A., Br J Pharmacol. 2010, 159:1523-1531
Mechanism of amyloid plaque formation suggests an intracellular basis of Aβ pathogenicity.
Friedrich RP, Tepper K, Rönicke R, Soom M, Westermann M, Reymann K, Kaether C, Fändrich M., Proc Natl Acad Sci U S A, 2010, 107, 1942-1947
Cellular expression pattern of the protease-activated receptor 4 in the hippocampal CA3/CA4 area in naïve rats and after global ischaemia.
Henrich-Noack, P., Riek-Burchardt, M., Reymann, K.G., and Reiser, G., J. Neurosci. Res., 2010, 88, 850-857.
Differential regulation of CXCL12 and PACAP mRNA expression after focal and global ischemia.
Riek-Burchardt, M., Kolodziej, A, Henrich-Noack, P., Reymann, K.G., Höllt, V., and Stumm, R., Neuropharmacology, 2010, 58, 199-207
Neuroprotective effects of the survival promoting peptide Y-P30.
Schneeberg, J., Riek-Burchardt, M., Braun, H., Landgraf, P., Kreutz, M.R., and Reymann, K.G., Eur. J. Pharmacol. 2009, 616, 81-85.
The Neuroprotective effect of bone marrow stem cells is not dependent on direct cell contact with hypoxic injured tissue.
Sarnowska, A., Braun, H, Sauerzweig, S. and Reymann, K.G., Exp. Neurol., 2009, 215, 317-327
Degradation and translocalization of incorporated BrdU leads to fragmented labeled nuclei and false negative results.
Sauerzweig, S., Baldauf, K., Braun, H. and Reymann, K.G., J. Neurosci. Meth., 2009, 177, 149-59
A population of serum deprivation-induced bone marrow stem cells (SD-BMSC) expresses marker typical for embryonic and neural stem cells.
Sauerzweig, S. Munsch, T., Leßmann, V., Reymann, K.G. and Braun, H., Exp. Cell Res., 2009, 315, 50-66
The Na(+)/H (+) exchanger modulates long-term potentiation in rat hippocampal slices.
Rönicke, R., Schröder, U.H., Böhm, K. and Reymann, K.G., Naynyn-Schmiedebergs Archiv, 2009, 379, 233-239
Aβ mediated diminution of MTT reduction-an artefact of single cell culture?
Rönicke, R., Klemm, A., Meinhardt, J., Schröder, U.H., Fändrich, M. and Reymann, K.G., PLOS PLoS ONE. 2008, 3, e3236
The potent non-competitive mGlu1 receptor antagonist (3aS,6aS)-6a-naphthalen-2-ylmethyl-5-methyliden-hexahydro-cyclopental[c]furan-1-on differentially affects synaptic plasticity in area cornu ammonis 1 of rat hippocampal slices and impairs acquisition in the water maze task in mice.
Schröder, U.H., Müller, T., Schreiber, R., Stolle, A., Zuschratter, W., Balschun, D., Jork, R. and Reymann, K.G., Neuroscience, 2008, 19, 385-395
Anti-inflammatory treatment with the p38 inhibitor SB239063 is neuroprotective, decreases the number of activated microglia and facilitates neurogenesis in oxygen-glucose-deprived hippocampal slice cultures.
Strassburger, M., Braun, H. and Reymann, K.G., Eur. J. Pharmacol. , 2008, 592, 55-61
Microglia cells protect neurons by direct engulfment of invading neutrophil granulocytes: a new mechanism of CNS immune privilege.
Neumann, J., Sauerzweig, S., Rönicke, R., Gunzer, F., Dinkel, K., Ullrich, O., Gunzer, M. and Reymann, K.G., J. Neurosci., 2008, 28, 5965-5975
Pattern of time-dependent reduction of histologically determined infarct volume after focal ischaemia in mice.
Henrich-Noack, P., Baldauf, K., Reiser, G. and Reymann, K.G., Neurosci. Lett. , 2008, 432, 141-145
P2 receptor antagonist TNP-ATP protects hippocampus from oxygen and glucose deprivation cell death.
Cavaliere, F., Amadio, S., Dinkel, K., Reymann, K., VolonteC., J. Pharmacol. Exp. Ther., 2007, 323, 70-77
Predictive value of changes in electroencephalogram and excitatory postsynaptic field potential for CA1 damage after global ischaemia.
Henrich-Noack, P. Alexandre G. Gorkin, Klaus G. Reymann, Exp. Brain Res. 2007, 181, 79-86.
A novel immune-based therapy for stroke induces neuroprotection and supports neurogenesis.
Ziv, Y., Finkelstein, A., Geffen, Y., Kipnis, J., Smirnov, I., Shpilman, S., Vertkin, I., Kimron, M., Lange, A., Hecht, T., Reyman, K.G., Marder, J.B., Schwartz, M., and Yoles, E., Stroke, 2007, 38, 774-782
The late maintenance of hippocampal LTP: requirements, phases, 'synaptic tagging' 'late associativity' and implications.
Reymann, K.G., and Frey, J.U., Neuropharmacol., 2007, 52-24-40
Embryonic stem cell-derived neural precursors survive after transplantation into the ischemic cortex and differentiate into functional neurons.
Bühnemann, C., Scholz, A., Bernreuther, C., Malik, C.Y., Braun, H., Schachner, M., Reymann, K.G., (equally contributed with MD), and Dihné, M., Brain, 2006, 129, 3238-48
Cultivation of primary cortical neurons from embryonic rats under serum free conditions using Matrigel and StartV-medium.
Braun, H., Bühnemann, C., and Reymann, K.G., J. Neurosci. Meth., 2006, 157, 32-38
Neural regeneration peptides: A new class of chemoattractive and neuronal survival promoting small, secreted proteins.
Gorba, T., Bradoo, P., Antonic, A., Marvin, K., Xu, D., Lobie, P., Reymann, K.G., Gluckman, P.D., and Sieg, F., Exp. Cell Res., 2006, 312, 3060-3074
The subventricular zone releases factors which can be protective in oxygen/glucose deprivation-induced cortical damage: an organotypic study.
Cavaliere, F., Dinkel, K., and Reymann, K.G., Exp. Neurol., 2006, 201, 66-74
Neurogenesis in organotypic hippocampal slice cultures inhibited by neuronal damage and inflammation early after oxygen-glucose deprivation restores at later time point.
Chechneva, O., Dinkel, K., Cavaliere, F., Martinez-Sanchez, M., and Reymann, K.G., Neurobiol. Disease, 2006, 23, 247-259
Microglia provide neuroprotection after ischemia.
Neumann, J., Gunzer, M., Gutzeit, H.O., Ullrich, O., Reymann, K.G., and Dinkel, K., FASEB J., 2006, 20, 714-716
Focal ischemia induces expression of protease-activated receptor1 (PAR1) and PAR3 on microglia and enhances PAR4 labeling in the penumbra.
Henrich-Noack, P., Riek-Burchardt, M., Baldauf, K., Reiser, G., and Reymann, K.G., Brain Res., 2006, 1070, 232-241
Preconditioning with thrombin can be protective or worsen damage after endothelin-1-induced focal ischemia in rats.
Henrich-Noack, P., Striggow, F., Reiser, G., and Reymann, K.G., J. Neurosci. Res., 2006, 83, 469-475
Increase in proliferation and gliogenesis but decrease of early neurogenesis in the rat forebrain shortly after transient global ischemia.
Pforte, C., Henrich-Noack, P., Baldauf, K., and Reymann, K.G., Neurosci., 2005, 136, 1133-1146
Microglia response and P2 receptor participation in oxygen/glucose deprivation-induced cortical damage.
Cavaliere, F., Dinkel, K., and Reymann, K.G., Neurosci., 2005, 136, 615-623
Precursor cells from lateral ventricle are present in juvenile organotypic hippocampal slice cultures and display differ from dentate gyrus precursors neurogenic properties.
Chechneva, O., Dinkel, K., Schrader, D., and Reymann, K.G., Neurosci., 2005, 136, 343-355
Influence of EGF/bFGF treatment on proliferation, neurogenesis and infarct volume after transient focal ischemia.
Baldauf, K., and Reymann, K.G., Brain Res., 2005, 1056, 158-167
Neurogranin/RC3 enhances long-term potentiation and learning by promoting calcium-mediated signaling.
Huang, K.-P., Huang, F.L., Jäger, T., Li, L., Reymann, K.G., and Balschun, D., J. Neurosci., 2004, 24, 10660-10669
The ATP-regulated K+ -channel inhibitor HMR-1372 affects synaptic plasticity in hippocampal slices.
Schröder, U.H., Hock, F.J., Wirth, K., Englert, H.C., and Reymann, K.G., Eur. J. Pharmacol., 2004, 502, 99-104
Na+ and Ca2+ homeostasis pathways, cell death and protection after oxygen-glucose-deprivation in organotypic hippocampal slice cultures.
Martínez-Sánchez, M., Striggow, F., Schröder, U., Kahlert, S., Reymann, K.G., and Reiser, G., Neuroscience, 2004 , 128, 729-740
Detection of chronic sensorimotor impairments in the ladder rung walking task in rats with endothelin-1-induced mild focal ischemia.
Riek-Burchardt, M., Henrich-Noack, P., Metz, G.A., and Reymann, K.G., J. Neurosci. Meth., 2004, 137, 227-233
Transient focal ischemia in rat brain differentially regulates mRNA expression of protease-activated receptors 1 to 4.
Rohatgi, T., Henrich-Noack, P., Sedehizade, F., Goertler, M., Wallesch, C.W., Reymann, K.G., and Reiser G., Neurosci. Res., 2004, 75, 273-279
Proliferating cells differentiate into neurons in the hippocampal CA1 region of gerbils after global cerebral ischemia.
Schmidt, W., and Reymann, K.G., Neurosci. Lett., 2002, 334, 153-156
Neurogranin is involved in the modulation of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, synaptic plasticity, and spatial learning: studies with knockout mice.
Pak, J.H., Freesia L. Huang, F.L., Li J., Balschun, D., Reymann, K.G., Chiang, C., Westphal, H., and Huang, K.-P., Proc. Natl. Acd. Sci., 2001, 97, 11232-11237
Inhibition of different pathways influncing Na+ homeostasis protects organotypic hippocampal slice cultures from hypoxia/hypoglycemia.
Breder J., Sabelhaus, C.F., Opitz, T., Reymann, K.G., and Schröder, U.H., Neuropharmacol., 2000, 39 1779-1787
The protease thrombin is an endogenous mediator of hippocampal neuroprotection against ischemia at low concentrations but causes degeneration at high concentrations.
Striggow, F., Riek, M., Breder, J., Henrich-Noack, P., Reymann, K.G., and Reiser, G., Proc. Natl. Acd. Sci., 2000, 97, 2264-2269
Distinct influence of the group III metabotropuc glutamate receptor agonist (R,S)-PPG on differnt forms of neurodegeneration.
Henrich-Noack, P., Flor, P.J., Sabelhaus, C., Prass, K., Dirnagl, U., Gasparini, A., Sauter, M., Rudin, M., and Reymann, K.G., Neuropharmacol., 2000, 39, 911-917
A specific role for mGluRs in hippocampal LTP and hippocampus-dependent spatial learning.
Balschun, D., Manahan-Vaughan, D., Wagner, T., Behnisch, T., Reymann, K.G, and Wetzel, W., Learning and Memory, 1999, 6, 138-152
Long-term potentiation in rat CA1 neurons requires post-synaptic calcium induced calcium release.
Szinyei, C., Behnisch, T., Reiser, G., and Reymann, K.G., J. Physiology, 1999, 516, 855-868
Protective effect of class I metabotropic glutamate receptor activation against hypoxic/hypoglycemic injury in rat hippocampal slices: timing and involvement of PKC.
Schröder, U., Opitz, T., Jäger, T., Sabelhaus, C.F., Breder, J., and Reymann, K.G., Neuropharmacol., 1999, 38, 209-216