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Arbeitsgruppe Molekulare Neurophysiologie

Forschungsprofil

Die Arbeitsgruppe Molekulare Neurophysiologie unter der Leitung von Prof. Dr. Brigadski beschäftigt sich mit der molekularen und zellulären Funktion neurotropher Signalwege1,2. Forschungsziele der AG sind dabei das Verständnis der molekularen und zellulären Wirkungsweise neurotropher Signalwege während pathophysiologischen sowie plastizitätsfördernden Vorgängen3,4.

Dabei stehen Untersuchungen zur zellulären Verarbeitung von Neurotrophinen, dem intrazellulären Transport sowie der aktivitätsabhängigen Ausschüttung dieser neurotrophen Faktoren im Vordergrund3,5,6.

Mögliche Störungen der zellulären Wirkungsweise bei neurodegenerativen und psychischen Erkrankungen werden dabei analysiert. Darüber hinaus beschäftigt sich die AG mit der physiologischen Funktion des Neurotrophins Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) während der Neurogenese und während synaptischer Plastizitätsprozesse sowie mit der Funktion einzelner Zellen im neuronalen Netzwerk 4,7,8. Molekularbiologische, zellbiologische sowie fluoreszenzmikroskopische Techniken zur Untersuchung von dynamischen Proteintransportvorgängen bzw. statischen Expressions- und Lokalisationsmuster von Proteinen und elektrophysiologische Techniken zur Untersuchung elektrischer Eigenschaften von Neuronen kommen dabei zum Einsatz 3,4,5,6,8,9.

Neben dieser molekular- und zellbiologischen Ausrichtung liegen weitere Forschungsschwerpunkte der AG in angewandten medizinischen Fragestellungen wie z.B. dem Gehalt von zirkulierendem BDNF bei Patienten mit neurodegenerativen oder psychischen Erkrankungen 10,11,12,13,14.

* The Physiology of Regulated BDNF Release, Brigadski T and Lessmann V., Cell and Tissue Research, accepted 2020
2 Edelmann E, Lessmann V, Brigadski T (2014) Pre- and postsynaptic twists in BDNF secretion and action in synaptic plasticity. Neuropharmacology 76 Pt C:610-627.
3 Seifert B, Eckenstaler R, Rönicke R, Leschik J, Lutz B, Reymann K, Lessmann V, Brigadski T (2016) Amyloid-beta-induced changes in vesicular transport of BDNF in hippocampal neurons. Neural Plast. 2016:4145708.       
4 Edelmann E, Franck M, Lichtenecker P, Brigadski T, Leßmann V. Theta burst firing recruits BDNF release and signaling in postsynaptic CA1 neurons in spike timing-dependent LTP. Neuron 86(4):1041-54.
5 Eckenstaler R, Lessmann V, Brigadski T (2016). CAPS1 critically regulates BDNF release and intragranular pH of secretory granules. J Cell Sci. 129(7):1378-90.
6 Leschik J, Eckenstaler R, Endres T, Munsch T, Edelmann E, Richter K, Kobler O, Fischer KD, Zuschratter W, Brigadski T, Lutz B, Lessmann V. Prominent Postsynaptic and Dendritic Exocytosis of Endogenous BDNF Vesicles in BDNF-GFP Knock-in Mice. Mol Neurobiol. 2019 Oct;56(10):6833-6855.
7 Leschik J, Eckenstaler R, Nieweg K, Lichtenecker P, Brigadski T, Gottmann K, Lessmann V, Lutz B (2013) Embryonic stem cells stably expressing BDNF-GFP exhibit a BDNF-release-dependent enhancement of neuronal differentiation. J Cell Sci 126:5062-5073.            
8 Daniel J, Polder HR, Lessmann V, Brigadski T (2013) Single-cell juxtacellular transfection and recording technique. Pflugers Arch 465:1637-1649.
9 Brigadski T, Lichtenecker, P., Lessmann, V. (2019) Recording activity-dependent release of BDNF from hippocampal neurons. Neuromethods book Brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Edited by Carlos B. Duarte, Enrico Tongiorgi (143 )
10 Maass A, Duzel S, Brigadski T, Goerke M, Becke A, Sobieray U, Neumann K, Lovden M, Lindenberger U, Backman L, Braun-Dullaeus R, Ahrens D, Heinze HJ, Muller NG, Lessmann V, Sendtner M, and Duzel E. (2015). Relationships of peripheral IGF-1, VEGF and BDNF levels to exercise-related changes in memory, hippocampal perfusion and volumes in older adults. Neuroimage.      131:142-54.
11 Jordan W, Dobrowolny H, Bahn S, Bernstein HG, Brigadski T, Frodl T, Isermann B, Lessmann V, Pilz J, Rodenbeck A, Schiltz K, Schwedhelm E, Tumani H, Wiltfang J, Guest PC, Steiner J. Oxidative stress in drug-naïve first episode patients with schizophrenia and major depression: effects of disease acuity and potential confounders. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2018 Mar;268(2):129-143.               
12 Rehfeld K, Lüders A, Hökelmann A, Lessmann V, Kaufmann J, Brigadski T, Müller P, Müller NG. Dance training is superior to repetitive physical exercise in inducing brain plasticity in the elderly. PLoS One. 2018 Jul 11;13(7):e0196636.

13 Becke A, Müller P, Dordevic M, Lessmann V, Brigadski T, Müller NG. Daily Intermittent Normobaric Hypoxia Over 2 Weeks Reduces BDNF Plasma Levels in Young Adults - A Randomized Controlled Feasibility Study. Front Physiol. 2018 Oct 1;9:1337.
14 Woelfer M, Li M, Colic L, Liebe T, Di X, Biswal B, Murrough J, Lessmann V, Brigadski T, Walter M. Ketamine-induced changes in plasma brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels are associated with the resting-state functional connectivity of the prefrontal cortex. World J Biol Psychiatry. 2019 Nov 4:1-15.