Immunzellen im Gehirn treiben zwanghaftes Verhalten an

Verlust der Regulation: Bei Mäusen ohne das Hoxb8-Gen verlieren die Zellen ihre Fähigkeit zur Kalziumregulation, was zu einem konstanten „Strom" aus Signalen führt, der chronische Angst und zwanghafte Handlungen aufrechterhält.

Mikroskopie im Miniaturformat: Um diese winzigen Signale (10–15 µm) erstmals bei wachen, sich verhaltenden Mäusen aufzuzeichnen, nutzten die Forscher ein 2,4 g schweres miniaturisiertes Mikroskop (Miniscope).

Direkte Korrelation: Durch den Einsatz eines lichtaktivierten Kanals (ChRmine), um den Calcium-Einstrom in die Zellen zu blockieren, konnten die Forscher alle angstbedingten Verhaltensweisen verhindern und damit bestätigen, dass Calcium der direkte Auslöser dieser Symptome ist.

Quelle: Universität Louisville Eine Pädiatrie

Quelle: Universität Louisville Eine Pädiatrie und Kinderneurologie der School of Medicine der Universität Louisville geleitete Studie zeigt, wie ein spezifischer Signalmechanismus in Mikroglia, den Immunzellen des Gehirns, Angst- und Putzverhalten regulieren kann. Diese Verhaltensweisen sind Kernsymptome örungen im Zwangsspektrum.

Die Studie wurde, Assistenzprofessor an der Abteilung für Pädiatrie der UofL, gemeinsam mit dem Genetiker Mario Capecchi durchgeführt, dem Nobelpreisträger für Physiologie/Medizin aus dem Jahr 2007, und in Molecular Psychiatry, einem der führenden wissenschaftlichen Zeitschriften im Verlag Nature Publishing Group, veröffentlicht.

Die Forschung konzentriert sich auf Hoxb8-Mikroglia, eine spezialisierte Gruppe Zellen nutzen Kalzium-Signalisierung, um Angstzustände und Putzverhalten bei Mäusen zu regulieren. In früheren Arbeiten zeigte Nagarajan, dass eine gesunde Maus diese Verhaltensweisen entwickeln kann, wenn die entsprechenden Zellen aktiviert werden.

Mäuse, die das Hoxb8-Gen nicht besitzen,

Mäuse, die das Hoxb8-Gen nicht besitzen, sind anfällig für die Entwicklung extremer Angstzustände und pathologischer Überputzungen – ein Zustand, der auch bei Menschen mit chronischer Angst (fast 4,4 % der Weltbevölkerung) und Zwangsstörungen (die weltweit etwa 1 % bis 3 % betreffen) beobachtet wird. Die zweite Phase dieser Studie untersuchte, welche Signale in diesen Zellen die genannten Verhaltensweisen auslösen.

Mit Optogenetik, einer Technik, die Zellen mit Licht aktiviert, haben die Forscher die Kalziumspiegel innerhalb von Hoxb8-Mikrogliazellen in Mäusen erhöht.

Um diese winzigen Kalziumsignale in einer Mikrogliazelle mit einem Durchmesser von 10–15 µm zu messen, verwendete Nagarajan ein miniaturisiertes Mikroskop mit einem Gewicht von 2,4 g, das Miniscope genannt wird, um zum ersten Mal Signale bei einem wachen und sich bewegenden Maus zu erfassen. Der Anstieg der Kalziumspiegel löste Angst- und/oder Putzverhalten aus.

Zudem stellten sie fest, dass Mäuse

Zudem stellten sie fest, dass Mäuse ohne das Hoxb8-Gen die Fähigkeit zur Kalziumregulation verlieren, was zu einem konstanten Kalziumstrom führt und chronische Angst sowie zwanghaftes Überputzen verursacht.

Um zu prüfen, ob Kalzium selbst der Auslöser für diese Verhaltensweisen ist, setzten Nagarajan und Capecchi den lichtaktivierten Kanal ChRmine ein, der mittels eleganter genetischer Techniken den Kalziumeintritt in Hoxb8-Mikrogliazellen verhindert. Diese Manipulation verhinderte jegliches angstbezogene Verhalten und bestätigte so die direkte Korrelation zwischen Kalzium und angstgetriebenem Verhalten.

Die Entdeckung dieser spezifischen Calcium-Signale eröffnet die Möglichkeit für zukünftige Therapien bei Angststörungen, ermöglicht die Identifikation öostase bei der Diagnose neuropsychiatrischer Erkrankungen und führt zu einem neuen Verständnis dafür, wie Immunzellen während der Entwicklung Hirnschaltkreise beeinflussen. Beantwortete Schlüsselfragen: A: Früher galten Mikrogliazellen lediglich als „Müllabfuhr" des Gehirns.

Diese Studie zeigt jedoch, dass sie

Diese Studie zeigt jedoch, dass sie aktive Teilnehmer in Hirnschaltkreisen sind. Wenn ihre internen Calcium-Spiegel ansteigen, senden sie Signale, die das Verhalten grundlegend verändern, beispielsweise durch Auslösung eines zwanghaften Bedürfnisses nach Fellpflege.

A: Beim Menschen äußert sich dies als auf den Körper gerichtete repetitive Verhaltensweisen, die häufig bei Zwangsstörungen oder Autismus-Spektrum-Störungen beobachtet werden. Bei den Versuchstieren der Studie war dies eine direkte Folge unregulierter Calcium-Spiegel in den Hoxb8-Zellen. A: Das ist die Hoffnung.

Indem festgestellt wird, dass die Kalziumhomöostase der Schlüssel ist, könnten zukünftige Therapien darauf abzielen, diese Spiegel in Mikroglia zu stabilisieren, um neuropsychiatrische Erkrankungen zu behandeln, ohne die breiten Nebenwirkungen aktueller Medikamente. Redaktionelle Hinweise: Dieser Artikel wurde News bearbeitet. Zusätzliche Kontextinformationen wurden ügt.

Über diese Forschungsarbeit zu Mikroglia

Über diese Forschungsarbeit zu Mikroglia und Angst Autorin: Betty Coffman Quelle: Universität Louisville Kontakt: Betty Coffman – Universität Louisville Bild: Das Bild ist Neuroscience News zu verdanken Ursprüngliche Forschung: Open Access. „Mikroglia reagieren auf Angst und induzieren Angst sowie Putzverhalten bei Mäusen mittels Kalziumsignalisierung" & Mario R. Capecchi.

Molecular Psychiatry DOI:10.1038/s41380-026-03572-w Mikroglia reagieren auf Angst und induzieren Angst sowie Putzverhalten bei Mäusen mittels Kalziumsignalisierung Die Störung des Maus-Gens Hoxb8 führt zu chronischer Angst und pathologischem Über-Putzen infolge defekter Hoxb8-Mikroglia. Zusätzlich führt die optogenetische Stimulation von Hoxb8-Mikroglia in spezifischen Gehirnregionen zu erhöhter Angst und/oder Fellpflege.

Wir zeigen hier, dass die molekularen Signale, die Angst und/oder Fellpflege als Reaktion auf die optogenetische Aktivierung auslösen, Calcium-Ionen sind. Umgekehrt führt die Induktion Mäusen zu Calcium-Transienten innerhalb der Mikroglia. Überraschenderweise werden bei Hoxb8-Mutantenmäusen keine Calcium-Transienten als Reaktion auf die Induktion dieser Verhaltensweisen beobachtet.

Die wahrscheinliche Ursache für dieses Fehlen

Die wahrscheinliche Ursache für dieses Fehlen einer Reaktion bei Hoxb8-Mutantenmäußen auf induzierte Fellpflege liegt in den hohen konstitutiven Spiegeln freien Calciums innerhalb der Hoxb8-Mutanten-Mikroglia, die durch die Gen-Störung resultieren. Diese Calcium-Ionen fungieren ihrerseits als unaufhörliche Signale zur Steigerung, was bei Hoxb8-Mutantenmäußen zu chronischer Angst und pathologischem Über-Fellpflegen führt.

Somit haben wir gezeigt, dass die Calcium-Signalisierung: 1) zur Induktion /oder Fellpflege durch optogenetische Stimulation von Hoxb8-Mikroglia bei Wildtyp-Mäusen, 2) zur Reaktion der Mikroglia auf die Induktion beider Verhaltensweisen bei Wildtyp-Mäusen und 3) als kausaler Faktor für die Entstehung chronischer Angst und pathologischer Über-Fellpflege bei Hoxb8-Mutanten-Mäusen.