Fehlen des Transmembranproteins PIANP mit Verhaltensauffälligkeiten verknüpft, die Autismus-Spektrum-Störungen ähneln

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo


Teilen: 
12.12.2019 17:08

Fehlen des Transmembranproteins PIANP mit Verhaltensauffälligkeiten verknüpft, die Autismus-Spektrum-Störungen ähneln

Dr. Eva Maria Wellnitz Wissenschaftskommunikation der Medizinischen Fakultät
Universitätsmedizin Mannheim

    Mechanismus schließt Signalübertragung über den GABAB-Rezeptorkomplex ein

    Wissenschaftler der Dermatologischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) haben in PIANP einen Faktor entdeckt, der eine Rolle bei Autismus-Spektrum-Störungen spielen könnte. PIANP ist ein vor 9 Jahren von der Arbeitsgruppe identifiziertes, bisher wenig verstandenes Typ-1-Transmembranprotein, das vor allem im Zentralnervensystem exprimiert wird.

    Die Arbeit, die in Kooperation mit Wissenschaftlern des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit sowie der Universitätsmedizin Greifswald, des Deutschen Krebsforschungszentrums und der Universität Basel entstanden ist, wurde im hochrangigen wissenschaftlichen Journal Molecular Psychiatry (Nature Research) publiziert.

    Eine Fallbeschreibung eines Jungen aus Saudi-Arabien, die 2017 ebenfalls in Molecular Psychiatry publiziert wurde, gab bereits einen ersten Anhaltspunkt, dass PIANP eine Rolle bei neuronalen Entwicklungsstörungen spielen könnte. Der Junge wies einen vollständigen Funktionsverlust des PIANP Gens auf. Dies ging mit einer ausgeprägten, globalen Entwicklungsverzögerung einher. Diese Hypothese wird von der aktuellen Arbeit der Mannheimer Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Dr. Cyrill Géraud unterstützt. Anhand eines präklinischen Mausmodells konnten sie zeigen, dass die Abwesenheit des PIANP-Gens, das zwischen Mensch und Maus hoch konserviert ist, ebenfalls mit dem Auftreten von Verhaltensauffälligkeiten assoziiert ist.

    Es zeigte sich, dass Mäuse, denen das Gen fehlt, Veränderungen im Angstverhalten, im räumlichen Lernvermögen sowie im Sozialverhalten aufwiesen. Die Tiere zeigten ein deutlich geringeres Interesse an der Interaktion mit anderen Mäusen und verstärkt repetitive Verhaltensweisen. Diese Auffälligkeiten werden als charakteristische Merkmale der Störungen, die dem Autismus-Spektrum zuzuordnen sind, angesehen.

    PIANP ist erst kürzlich als Bestandteil des GABAB-Rezeptor-Komplexes identifiziert worden. GABA (Gamma-Aminobuttersäure) ist ein Botenstoff des zentralen Nervensystems. Dass die Signalübertragung über GABA an einer Vielzahl von Erkrankungen des Nervensystems beteiligt ist, ist bekannt. Allerdings gab es bisher eher wenige und teils widersprüchliche Hinweise, wie dieser Signalweg an der Entwicklung von Autismus-Spektrum-Störungen bedeutend beteiligt ist.

    Die biologische Charakterisierung des Gens im präklinischen Modell ergab nun, dass die Funktion von PIANP mit der Signalübertragung über GABAB-Rezeptoren verknüpft ist und dessen Abwesenheit in einer veränderten Zusammensetzung von Nervenzellen im Hippocampus und Kleinhirn resultiert, die auch beim Menschen mit Autismus-Spektrum-Störungen assoziiert ist.

    Konkret konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass PIANP die Größe und Zusammensetzung der Nervenzellen des Kleinhirns und des Hippocampus verändert, einschließlich einer Verringerung von Purkinje-Zellen, den größten Nervenzellen der Kleinhirnrinde. Purkinje-Zellen haben sich in den letzten Jahren als sehr bedeutend für Autismus-Spektrum-Störungen herausgestellt. Zudem konnte erstmals gezeigt werden, dass die durch den GABAB-Rezeptor vermittelte Hemmung der Glutamat-Freisetzung bei Abwesenheit von PIANP beeinträchtigt ist, ebenso wie die Genexpression in verschiedenen Hirnregionen.

    „Unsere aktuelle Arbeit identifiziert damit nicht nur ein neues Kandidatengen für neuronale Entwicklungsstörungen, das insbesondere für weitere Untersuchungen von Autismus-Spektrum-Störungen von Interesse sein wird“, betont Professor Géraud. „Sie verbessert auch das Verständnis dafür, wie Signalübertragung mittels GABA moduliert werden kann.“


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. med. Cyrill Géraud
    Universitätsmedizin Mannheim
    Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
    Theodor-Kutzer-Ufer 1-3
    68167 Mannheim
    Tel. +49 621 383-2617
    cyrill.geraud@umm.de


    Originalpublikation:

    Pianp deficiency links GABAB receptor signaling and hippocampal and cerebellar neuronal cell composition to autism-like behavior.
    Winkler, M., Biswas, S., Berger, S.M., Küchler, M., Preisendörfer, L., Choo, M., Früh, S., Rem, P.D., Enkel, T., Arnold, B., Komljenovic, D., Sticht C., Goerdt S., Bettler B., von Bohlen und Halbach O., Bartsch D., Géraud C.
    Mol. Psychiatry. (2019).
    DOI: https://doi.org/10.1038/s41380-019-0519-9


    Anhang
    attachment icon PDF Pressemitteilung

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Biologie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Medizin, Psychologie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Der Nachweis von PIANP mittels In-situ-Hybridisierung an einem Schnitt im Bereich des Großhirns zeigt: PIANP (in rot) kommt in zahlreichen Nervenzellen (Neuronen) des Zentralnervensystems vor.


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay