Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Ausstattung

  • Ultrafast-Neuroimaging-Setup zum Live-Cell-Imaging mit spannungssensitiven Farbstoffen sowie Ca2+-Imaging
  • Makroskop für Ca2+-Imaging mit großem Blickfeld
  • 16-Kanal-Organbad-System
  • Fluoreszenzmikroskop für Immunfluoreszenz-Studien
  • 4-Kanal-Ussing-Kammer für elektrophysiologische Untersuchungen an Epithelien
Gefärbte Ganglion von porzine Colon mit Signalspüren
Organ Bad Setup
Makroskope
Abbildung vom Magendarmtrakt

Forschung

Seit vielen Jahren ist bekannt, dass das enterische Nervensystem (ENS) unabhängig vom Zentralnervensystem agieren kann und in der Lage ist, alle gastrointestinalen Funktionen isoliert zu regulieren. Nichtsdestotrotz mangelt es an Daten bezüglich der neuronalen Schaltkreise, welche diese Funktionen regulieren.

Der Forschungsgruppe ist es gelungen, mechanosensitive enterische Neurone (MEN) zu identifizieren und zu charakterisieren. Diese Neurone besitzen einen Zellkörper sowie mehrere mechanosensitive Zellfortsätze. Darüber hinaus haben wir gezeigt dass eben jene Fortsätze sowohl afferente, als auch efferente Funktionen erfüllen. Interessanterweise sind MEN multifunktional: Sie besitzen einerseits sensorische Eigenschaften, da sie beispielsweise auf mechanische Stimuli reagieren, fungieren andererseits jedoch auch als Motoneuronen, welche die Basis der Darmperistaltik darstellen. Wir haben gezeigt, dass MEN verschiedene Phänotypen besitzen und sensitiv gegenüber Druck- oder Zugkräften sind. Eine Gemeinsamkeit aller MEN ist, dass sie schnellen synaptischen Input erhalten. Dies deutet darauf hin, dass sie Teil eines Netzwerkes sind, dessen Aktivität sowohl durch neuronalen, als auch nicht-neuronalen Input moduliert werden kann. Das Konzept multifunktionaler MEN ist speziesübergreifend (Nager, Mensch) für alle Abschnitte des Gastrointestinaltraktes (Magen, Dünn- und Dickdarm) gültig.

Forschungsmethoden

Neuroimaging Setup

Neuroimaging mit spannungs- und kalziumsensitiven Farbstoffen

Änderungen des Membranpotentials sowie des intrazellulären Kalziumspiegels können mithilfe von spannungs- und kalziumsensitiven Farbstoffen registriert werden.
Zur Detektion dieser schnellen Ereignisse sind Kameras mit einer enorm hohen (>1 KHz) Bildrate nötig. Der Vorteil der Anwendung optischer Methoden in der Neurophysiologie liegt darin, dass ganze Populationen an Neuronen gleichzeitig untersucht und Netzwerkinteraktionen aufgeklärt werden können.

Organ Bad Kammer

Motilitätmessungen im Organbad

Mithilfe von Kraftaufnehmern wird in-vitro die Kontraktilität isolierter Vormagen-, Magen-  und Darmpräparate untersucht. Dieses Modell eignet sich hervorragend für pharmakologische Studien, wobei zeitgleich 16 getrennte Organbäder benutzt werden können. Beispielsweise werden funktionelle Untersuchungen am Pansengewebe in der Motilitätsanlage durchgeführt. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung der Wirkung verschiedener Substanzen auf die Muskelaktivität unter basalen und stimulierten Bedingungen.

Immunohistochemie Bilder Schweinecolon

Immunhistochemie/Immunofluorezenz

Enterische Neuronen exprimieren verschiedene Neurotransmitter, die den neurochemischen Code einer Zelle ergeben. Diese Kodierung charakterisiert die Funktion der Neurone. Unser Ziel ist die vollständige Entschlüsselung dieser Kodierung im ENS nebst den assoziierten Zellen. Mit der bereits bekannten Kodierung ist es gelungen, Plastizität und Krankheits-assoziierte Änderungen im enterischen Nervensystem nachzuweisen und zu spezifizieren.

Ussing Kammer

Voltage-Clamp-Ussing

 

Messung von Eigenschaften der Durchlässigkeit von Epithelgeweben. Es können damit Transport- und Barrierefunktionen des lebenden Gewebes erfasst und quantifiziert werden.

Durch die Zugabe von verschiedenen sekretionssteigernden bzw. -hemmenden Substanzen lassen sich zelluläre Mechanismen, nervale Schaltkreise, beteiligte Transmitter und Rezeptoren bzw. Kanäle identifizieren.

Gastrointestinal Motility:

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Kontakt

Prof. Dr. Gemma Mazzuoli-Weber

Tel.:+49 511 856-7543

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