Der Hippocampus - eine Struktur des Großhirns, die von ihrer Form her an ein Seepferdchen erinnert - wird auch als Pforte zum Gedächtnis bezeichnet. Hier werden Informationen gespeichert und abgerufen. Diese Leistung ist abhängig davon, dass im Hippocampus zeitlebens junge Nervenzellen entstehen. "Im Alter nimmt die Produktion neuer Nervenzellen jedoch drastisch ab. Das gilt als eine der Ursachen für das Nachlassen der Merk- und Lernfähigkeit", erklärt die Neurowissenschaftlerin Prof. Dr. Ana Martin-Villalba.

Die Abteilungsleiterin im Deutschen Krebsforschungszentrum sucht mit ihrem Team nach den molekularen Ursachen für das Versiegen des Nerven-Nachschubs. Zuständig für die konstante Neubildung von Nervenzellen sind neuronale Stammzellen im Hippocampus. Bestimmte Moleküle in der direkten Umgebung der Stammzellen entscheiden über ihr weiteres Schicksal: ob sie ruhen, sich selbst erneuern oder ob sie zu einer der beiden Arten spezialisierter Gehirnzellen, Astrozyten oder Nervenzellen, ausdifferenzieren. Zu diesen Faktoren zählt das Signalmolekül Wnt, das die Entstehung junger Nervenzellen fördert. Sein molekularer Gegenspieler "Dickkopf-1" dagegen kann dies verhindern.

"Im Gehirn von älteren Mäusen finden wir deutlich mehr Dickkopf-1-Protein als bei Jungtieren. Deshalb hatten wir den Verdacht, dass dieses Signalmolekül dafür verantwortlich sein könnte, dass im Alter kaum noch junge Nervenzellen entstehen."

Ihre Vermutung überprüfen die Wissenschaftler an Mäusen, deren Dickkopf-1-Gen in den Nerven-Stammzellen dauerhaft blockiert ist. Die Tiere hatte Prof. Dr. Christof Niehrs im Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelt, auf den auch der Name "Dickkopf" zurückgeht: Niehrs hatte bereits 1998 entdeckt, dass dieses Signalmolekül während der Gestaltbildung des Embryos die Entwicklung des Kopfes steuert.

Tatsächlich entdeckte Martin-Villalbas Team, dass die Stammzellen im Hippocampus der Dickkopf-Mutanten sich häufiger selbst erneuern und auch bedeutend mehr junge Nervenzellen hervorbringen. Besonders deutlich war der Unterschied bei zwei Jahre alten Mäusen: Bei den Dickkopf-Mutanten dieses Alters zählten die Forscher 80 Prozent mehr junge Nervenzellen als in gleichaltrigen Kontrollmäusen. Darüber hinaus entwickelten sich die neu entstandenen Zellen der erwachsenen Dickkopf-1-Mutanten zu stark verzweigten, leistungsfähigen Neuronen. Die Nervenzellen gleichaltriger Kontrolltiere dagegen waren bereits deutlich verkümmert.

Der Rückgang der geistigen Leistungsfähigkeit im Alter steht mit der versiegenden Neubildung von Nervenzellen im Zusammenhang. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum entdeckten an Mäusen, dass im Gehirn älterer Tiere deutlich mehr Nervenzellen neu entstehen, wenn das Signalmolekül Dickkopf-1 ausgeschaltet ist.