Institut für Entwicklungsneurophysiologie

ZMNH
Forschungsteams

im Institut

  • Steven Schepanski
    Standort

    Campus Forschung N27 , 3. Etage, Raumnummer 03.038
  • Mütterlich-fetale Interaktionen

    Schwangerschaft kann als einzigartige immunologische Anpassung betrachtet werden, die gegenüber Umwelteinflüssen sehr anfällig ist, aber gleichzeitig die Untersuchung komplexer Interaktionen zwischen Mutter und Kind ermöglicht. Eine mütterliche Erkrankung während der Schwangerschaft kann die Entwicklung des ungeborenen Kindes beeinträchtigen und damit die Nachkommen für chronische Erkrankungen anfällig machen.

    Es wird zunehmend anerkannt, dass eine solche frühe Programmierung eine entscheidende Rolle in der Ätiologie verschiedener psychiatrischer und neurologischer Störungen spielt, einschließlich geistiger Behinderung, Autismus-Spektrum-Störung (ASD) und Schizophrenie. Ein gemeinsames Merkmal dieser Erkrankungen ist, dass die zugrundeliegenden pathologischen Prozesse mit der Entwicklung des Fetus beginnen.

    In enger Zusammenarbeit mit Petra Arck (Abteilung für Experimentelle Feto-Maternale Medizin, UKE) kombiniert dieses Projekt state-of-the-art neurowissenschaftliche und immunologische Methoden, um aufzuklären, wie die mütterliche Immunaktivierung (z.B. durch Infektionen, Adipositas, Stress) die Gesundheit bestimmt des sich entwickelnden Gehirns durch vertikalen Transfer von Zytokinen, Antikörpern und mütterlichen Immunzellen.

  • Froylan Calderón de Anda
    Standort

    Falkenried 94, 20251 Hamburg , Raumnummer 2.20
    Dr.
    Meka Praveen
    • Wissenschaftlicher Mitarbeiter
    • Postdoc
    Standort

    Falkenried 94, 20251 Hamburg , Raumnummer 2.21
    Dr. rer. nat.
    Melanie Richter
    • Wissenschaftliche Mitarbeiterin
    • Postdoc
    Standort

    Falkenried 94, 20251 Hamburg , Raumnummer 2.19
    Standort

    Falkenried 94, 20251 Hamburg , Raumnummer 2.19
  • Der Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe sind in vivo Untersuchungen zu Mechanismen der Entwicklung von Axonen und Dendriten neuronaler Zellen in Hinblick auf deren funktionelle Bedeutung.

    Wie Neuronen ihre Morphologie erwerben, ist ein grundlegendes Thema der Entwicklungsneurobiologie, da die Form eines Neurons wertvolle Hinweise auf seine Funktion liefert. Es ist wenig über die Mechanismen der Axon- und Dendriten-Spezifikation in vivo bekannt und wie intrazelluläre und extrazelluläre Programme zusammenarbeiten, um den Ort der Axonverlängerung und Dendritenbildung zu definieren. Darüber hinaus ist es nun denkbar, dass neuronale zytoarchitektonische Anomalien zu neurologischen Störungen führen könnten. Daher sind wir besonders daran interessiert zu verstehen, wie Neuronen in vivo Axone und Dendriten entwickeln, um Einblicke in die zellulären und molekularen Ereignisse zu gewinnen, die neuropsychiatrischen Erkrankungen zugrunde liegen können.

    Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) sind neurologische Entwicklungsstörungen, bei denen Individuen die soziale Kommunikation und sich wiederholende stereotype Verhaltensweisen gestört haben, die zu lebenslangen Schwierigkeiten führen. Ungefähr 1% der Menschen in Asien, Nordamerika und Europa haben eine ASD, was die Notwendigkeit zeigt, diese Störungen besser zu verstehen und wirksame Behandlungen zur Verbesserung der Lebensqualität zu finden. In diesem Zusammenhang ist eine der wichtigsten Entdeckungen der letzten Jahre, dass der genetische Bauplan einer Person eine sehr wichtige Rolle für das Risiko für ASS spielt.

    Dies bedeutet, dass es genetische Risikofaktoren für ASS gibt, und das Verständnis, wie diese Gene eine abnormale Gehirnentwicklung verursachen, wird uns helfen, die Ursprünge von ASS besser zu verstehen, um bessere Behandlungen zu entwickeln. Kürzlich wurde eine neuartige Mikrodeletion der rekurrenten Kopienzahlvariation (CNV) des Chromosoms 16p11.2 identifiziert, die eine erhebliche Anfälligkeit für ASDs mit sich bringt. Obwohl es in diesem Intervall ~30 Gene gibt, ist die Expression eines Gens namens TAO2 von besonderem Interesse, da es von uns identifiziert wurde, das die basale Dendritenbildung und die Axonverlängerung in pyramidalen Neuronen aus dem Neocortex beeinflusst. Dies legt die aufregende Möglichkeit nahe, dass TAO2 die Gehirn-Co . reguliert.

    • Hu C, Kanellopoulos AK, Richter M, Petersen M, Konietzny A, Tenedini FM, Hoyer N, Cheng L, Poon CLC, Harvey KF, Windhorst S, Parrish JZ, Mikhaylova M, Bagni C, Calderon de Anda F, Soba P.
      Conserved Tao Kinase Activity Regulates Dendritic Arborization, Cytoskeletal Dynamics, and Sensory Function in Drosophila.
      J Neurosci. 2020 Feb 26;40(9):1819-1833. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1846-19.2020. Epub 2020 Jan 21.
    • Meka DP, Scharrenberg R, Zhao B, Kobler O, König T, Schaefer I, Schwanke B, Klykov S, Richter M, Eggert D, Windhorst S, Dotti CG, Kreutz MR, Mikhaylova M, Calderon de Anda F.
      Radial somatic F-actin organization affects growth cone dynamics during early neuronal development. EMBO Rep. 2019 Oct 24:e47743. doi: 10.15252/embr.201947743.
    • Cox RL, Calderon de Anda F, Mangoubi T, Yoshii A.
      Multiple Critical Periods for Rapamycin Treatment to Correct Structural Defects in Tsc-1-Suppressed Brain.
      Front Mol Neurosci. 2018 Nov 8;11:409. doi: 10.3389/fnmol.2018.00409. eCollection 2018.
    • Stanelle-Bertram S, Walendy-Gnirß K, Speiseder T, Thiele S, Asante IA, Dreier C, Kouassi NM, Preuß A, Pilnitz-Stolze G, Müller U, Thanisch S, Richter M, Scharrenberg R, Kraus V, Dörk R, Schau L, Herder V, Gerhauser I, Pfankuche VM, Käufer C, Waltl I, Moraes T, Sellau J, Hoenow S, Schmidt-Chanasit J, Jansen S, Schattling B, Ittrich H1, Bartsch U, Renné T, Bartenschlager R, Arck P, Cadar D, Friese MA, Vapalahti O, Lotter H, Benites S, Rolling L, Gabriel M, Baumgärtner W, Morellini F, Hölter SM, Amarie O, Fuchs H, Hrabe de Angelis M, Löscher W, Calderon de Anda F, Gabriel G.
      Male offspring born to mildly ZIKV-infected mice are at risk of developing neurocognitivedisorders in adulthood.
      Nat Microbiol. 2018 Oct;3(10):1161-1174. doi: 10.1038/s41564-018-0236-1. Epub 2018 Sep 10.
    • Calderon de Anda F, Richter M, Murtaza N, Scharrenberg R, White S, Johanns O, Walker S, Yuen R, Schwanke B, Scharf S, Kraus V, Dörk R, Hellmann J, Lindenmaier Z, Ellegood J, Hartung H, Kwan V, Sedlacik J, Fiehler J, Schweizer M, Lerch J, Hanganu-Opatz I, Morellini F, Scherer S, Singh K, Henis M, Bedürftig B
      Altered TAOK2 activity causes autism-related neurodevelopmental and cognitive abnormalities through RhoA signaling. Mol Psychiatry (2018) Epub ahead of print
    • Zhao B, Meka DP, Scharrenberg R, König T, Schwanke B, Kobler O, Windhorst S, Kreutz MR, Mikhaylova M, Calderon de Anda F.
      Microtubules Modulate F-actin Dynamics during Neuronal Polarization.Sci Rep. 2017 Aug 29;7(1):9583.
    • Kwan V, Meka DP, White SH, Hung CL, Holzapfel NT, Walker S, Murtaza N, Unda BK, Schwanke B, Yuen RK, Habing K, Milsom C, Hope KJ, Truant R, Scherer SW, Calderon de Anda F, Singh KK.
      DIXDC1 Phosphorylation and Control of Dendritic Morphology Are Impaired by Rare Genetic Variants. Cell Rep. 2016 Nov 8;17(7):1892-1904.
    • Calderon de Anda F., Madabhushi R., Rei D., Meng J., Gräff J., Durak O., Meletis K., Richter M., Schwanke B., Mungenast A., Tsai L-H. (2016). Cortical neurons gradually attain a post-mitotic state. Cell Research:1-15.
    • Rudenko, A., Seo, J., Hu, J., Su, S.C., Anda, F.C. de, Durak, O., Ericsson, M., Carlén, M., and Tsai, L.-H.(2015). Loss of cyclin-dependent kinase 5 from parvalbumin interneurons leads to hyperinhibition,decreased anxiety, and memory impairment. J. Neurosci. 35, 2372-2383.
    • Durak O., Calderon de Anda F., Singh K.K., Leussis M.P., Petryshen T.L. Sklar P., Tsai L.H. (2015) Ankyrin-G regulates neurogenesis and Wnt signaling by altering the subcellular localization of beta-catenin. Mol Psychiatry. 20(3):388-97.
    • Calderon de Anda F., Rosario A. L., Durak O., Graff J., Meletis K., Rei D., Soda T., Madabhushi R., Ginty D. D., Kolodkin A. L., Tsai L. H. Autism spectrum disorder susceptibility gene TAOK2 affects basal dendrite formation in the neocortex. Nature Neurosci, 15(2012) 1022-1031.
    • Calderon de Anda F.*, Meletis K., Ge X., Rei D., and Tsai L-H.* Centrosome motility is essential for initial axon formation in the neocortex. J Neurosci, 30(2010) 10391-10406. *Co-corresponding Authors.
    • Ge X., Frank C. L., Calderon de Anda F., Tsai L-H. Hook3 interacts with the schizophrenia-associated protein PCM1 to regulate pericentriolar material assembly and the timing of neurogenesis. Neuron, 65(2010) 191-203.
    • Calderon de Anda F., Gartner A., Tsai L-H and Dotti C.G. Pyramidal neuron polarity axis is defined at the bipolar stage. J Cell Sci, 121(2008) 178-185.
    • Calderon de Anda F., Pollarolo G., Da Silva J.S., Camoletto P., Feiguin F. and Dotti C.G. Centrosome localization determines neuronal polarity. Nature. 436 (2005) 704-708.
    • Calderón F., Rodríguez G., López E. and López-Colomé A. M. Calcium-independent release of [3H]spermine from chick retina. Brain Research. 854 (2000) 1-5.
    • Calderón F., Pichardo I., López E. and López-Colomé A. M. [3H]Spermine binding to synaptosomal membranes from the chick retina. Brain Research. 844 (1999) 150-156.
    • Rodríguez-Contreras A., Calderón F. and López-Colomé A. M. Strychnine-insensitive [3H]-glycine binding to synaptosomal membranes from the chick retina. Int. J. Devl. Neuroscience. 16 (1998) 413-421
    • Calderón F. and López-Colomé A. M. Spermine inhibits [3H]-glycine binding at the NMDA receptors from plexiform layers of chick retina. Neurochemical Research. 23 (1998) 1363-1369.


    Book chapters and reviews
    • Emerging roles of the centrosome in neuronal development.
      Meka DP, Scharrenberg R, Calderon de Anda F.
      Cytoskeleton (Hoboken). 2020 Jan 10. doi: 10.1002/cm.21593. [Epub ahead of print] Review.
    • Calderon de Anda F, Gaertner A. (2018)
      Editorial: Neuronal Polarity: Establishment and Maintenance.
      Front Cell Neurosci. 2018 May 23;12:137. doi: 10.3389/fncel.2018.00137. eCollection 2018.
    • Richter, M., and Calderon de Anda, F. (2015) Control of axon selection. In: eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.DOI: 10.1002/9780470015902.a0025967
    • Calderon de Anda F. and Tsai L-H.
      Axon Selection: From a Polarized Cytoplasm to a Migrating Neuron. Communicative & Integrative Biology, 4:3, 1-4 (2011)
    • Dotti G.C.; Calderon de Anda F. and Gärtner A.: Book chapter in New Encyclopedia of Neuroscience: Control of axon identity and structure (2009) Elsevier 1093-1100.
    • Calderón de Anda F. and López-Colomé A. M. Nervous system ontogeny: clue of aging and synaptic plasticity? - "There is a pattern: the clue is to understand it" SALUD MENTAL. 24 (2001) 10-16.

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