Neuronale Zellbiologie
Prof. Dr. Thomas Misgeld
Leiter Kooperations-Einheit
Feodor-Lynen-Str. 17
81377 München

thomas.misgeld@dzne.de
 +49 89 4140-3512

Forschungsschwerpunkte

Bei allen neurodegenerativen Erkrankungen treten Axondegeneration und -verlust in frühen Stadien auf. Das kumulative Lebenszeitrisiko einer axondegenerativen Erkrankung liegt bei 50%.

Unser Labor, eine gemeinsame Forschungsgruppe der Technischen Universität München und des DZNE, versucht die zellbiologischen Vorgänge zu verstehen, die diesen Schlüsselschritten der Neurodegeneration zugrunde liegen.

Wir kombinieren in vivo Bildgebung (Zwei-Photonen-Mikroskopie und korrelative Ultrastrukturanalyse), genetische Markierung und molekulare Eingriffe um die subzelluläre Dynamik während der Axondegeneration aufzuklären und zu verändern (siehe Reviews: Misgeld & Kerschensteiner, Nature Rev Neurosci 2006).

Aktuell fokussieren wir uns auf Prozesse des Axonverlusts in verschiedenen Entwicklungsstadien, sowie in Modellsystemen von Trauma und Neuroinflammation. Im Maus- und Zebrafischmodell visualisieren wir einerseits das Verhalten verschiedener Zelltypen wie Nerven-, Glia- und Immunzellen und entwickeln zudem neue Assays um zentrale zellbiologische Signalwege zu beobachten. Das Labor hat sich besonders mit der Visualisierung des axonalen Transports, neuronaler Mitochondrien und subzellulärer Signalgebung beschäftigt (siehe Reviews: Misgeld & Schwarz, Neuron 2017; Plucinska & Misgeld, 2016). Diese Signalwege stellen das Ziel laufender therapeutischer Entwicklungen in der klinischen Forschung dar.

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Den Bedarf an geeigneten Vorhersagemodellen für erwünschte und ‚off-target‘ Effekte solcher Interventionen deckt unsere Forschung durch Bereitstellung zellulärer in vivo Assays und mechanistischer Einblicke der Neurodegeneration.

In den letzten Jahren hat sich unser Labor auf folgende Themen fokussiert:

  • Entwicklung neuer mikroskopischer Methoden um in vivo Axondegeneration im Nervensystem der Maus zu studieren (Kerschensteiner et al., Nat Med 2005; Bishop et al., Nat Meth 2011)
  • Entwicklung von Assays für die Analyse des axonalen Transports und der mitochondrialen Dynamik (Misgeld et al., Nat Meth 2007; Plucinska et al., J Neurosci 2012), Zytoskelett-Remodellierung (Kleele et al., Nat Comm 2014), sowie subzellulärer Signalweiterleitung (Breckwoldt et al., Nat Med 2014).
  • Störungen des axonalen Transports, z.B. in Modellen von Motoneuronen-Erkrankungen (Marinkovic et al., PNAS 2012)
  • Mechanismen der axonalen Degeneration in neuroinflammatorischen Krankheitsmodellen, z.B. der Multiplen Sklerose (Nikic et al., Nat Med 2011; Sorbara et al., Neuron 2014; Romanelli et al, Nat Comm 2016) und der Neuromyelitis optica (NMO) (Herwerth et al., Annals Neurol, 2016)
  • Axonale Dynamik nach Rückenmarksverletzungen (Williams et al., Nat Com 2014) und während des physiologischen Axonumbaus (Brill et al., Neuron 2016).

Neben diesem Forschungsprogramm ist unser Labor auch maßgeblich an der Koordination des DFG-geförderten Exzellenzclusters „Munich Cluster of Systems Neurology“ (SyNergy) beteiligt. Im Rahmen des Clusters betreiben wir ein Elektronenmikroskopie Hub, das sich auf korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie mittels Volumenrekonstruktionsmethoden und moderner Fixierungsmethoden fokussiert.

Schlüsselpublikationen

Brill MS, Kleele T, Ruschkies L, Wang M, Marahori NA, Reuter MS, Hausrat TJ, Weigand E, Fisher M, Ahles A, Engelhardt S, Bishop DL, Kneussel M, Misgeld T. Branch-Specific Microtubule Destabilization Mediates Axon Branch Loss during Neuromuscular Synapse Elimination. Neuron. 2016 Nov 23; 92:845-856. doi: 10.1016/j.neuron.2016.09.049
Michael O. Breckwoldt, Franz M. J. Pfister, Peter M. Bradley, Petar Marinković, Philip R. Williams, Monika S. Brill, Barbara Plomer, Anja Schmalz, Daret K. St Clair, Ronald Naumann, Oliver Griesbeck, Markus Schwarzländer, Leanne Godinho, Florence M. Bareyre, Tobias P. Dick, Martin Kerschensteiner, Thomas Misgeld. Multiparametric optical analysis of mitochondrial redox signals during neuronal physiology and pathology in vivo. Nature Medicine. 2014 Apr 27; 20:555-560. doi: 10.1038/nm.3520
Nikić I, Merkler D, Sorbara C, Brinkoetter M, Kreutzfeldt M, Bareyre FM, Brück W, Bishop D, Misgeld T, Kerschensteiner M. A reversible form of axon damage in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis. Nat Med. 2011 Apr 01; 17:495-9. doi: 10.1038/nm.2324
Misgeld T, Kerschensteiner M, Bareyre FM, Burgess RW, Lichtman JW. In vivo imaging axonal transport of mitochondria in mammals. Nat Methods. 2007 Jan 01; 4:559-561. doi: 10.1038/nmeth1055
Kerschensteiner M, Schwab ME, Lichtman JW, Misgeld T. In vivo imaging of axonal degeneration and regeneration in the injured spinal cord. Nat Med. 2005 May 01; 11:572-7.

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