Die AG Arnim im IZKF

 
Forschungsschwerpunkt

Die Arbeit in unserem Labor fokussiert sich auf die zellulären Mechanismen der Alzheimer Demenz und Biomarkerforschung, um Krankheitsmechanismen aufzuklären und neue therapeutische Ansätze zu entwickeln.

Wir untersuchen wie der ApoE-Rezeptor LRP1 sowie interagierende Proteine zu Grunde liegende Mechanismen modulieren. Nachdem wir ein neues LRP1- und APP-Adaptorprotein, GULP1, identifizieren konnten, gelang es uns nun das nukleäre Shuttling und die differenzielle Transaktivierung von GULP1 versus Fe65 zu charakterisieren.

Im Bereich der molekularen Bildgebung entwickeln wir in Zusammenarbeit mit Dr. A. Rück (Core-Facility Mikroskopie, Uni Ulm) und der Hochschule Aalen (Prof. H. Schneckenburger) innovative mikroskopische Methoden. Ziel ist es die Regulation des APP- und BACE1-Transports innerhalb der Zelle sowie die Auswirkungen auf den Zellmetabolismus zu analysieren.

Ein durch das „Boehringer Ingelheim Ulm University Biocenter“ (BIU) gefördertes  Kooperations-Projekt, beschäftigt sich mit der pathophysiologischen und diagnostischen Rolle von intrazellulären Signalwegen bei Morbus Alzheimer.

In der klinischen Grundlagenforschung sind wir in enger Zusammenarbeit mit dem Labor für Liquordiagnostik und klin. Neurochemie (Prof. Dr. med. H. Tumani, Prof. Dr. med. M. Otto, Prof. Dr. med. A.C. Ludolph) auf der Suche nach innovativen Biomarkern in Blut und Liquor.

In Kooperation mit Prof. Dr. Rudolph (Leibniz-Institut für Altersforschung, Jena) und Prof. Dr. Kestler (Neuroinformatik, Universität Ulm) konnten wir in einer Patientenkohorte (170 Patienten) zeigen, dass die enzymatische Aktivität der Chitinase sowie die Stathmin-Proteinlevel im Liquor von AD-Patienten signifikant erhöht sind. Eine Kombination dieser Marker mit Ab und Tau erhöhte die Genauigkeit der Differenzierung weiter.

Zum Artikel in Nature reviews Neurology

Aufbauend auf bisherigen neurogenetischen Untersuchungen zur Assoziation von Biomarkern mit genetischen Veränderungen in Kooperation mit Dr. Bertram (MPI Berlin) fanden wir eine spezifische Assoziation eines SNPs (rs541458) im kürzlich identifizierten Risikogen PICALM und Ab Leveln im Liquor in einer Kohorte von insgesamt 500 Patienten/Kontrollen.

Im interdisziplinären WIN-Kolleg der Heidelberger Akademie der Wissenschaften analysieren wir mit Kooperationspartnern aus den Arbeitsgebieten Neuropsychologie (Prof. I. Kolassa, Universität Ulm) und Analytische Chemie (Dr. M. Manea, Universität Konstanz) den Zusammenhang zwischen Biomarkern und neuroplastischen Veränderungen im Gehirn sowie die Rolle von Amyloid-Autoantikörpern in Liquor und Serum beim Altern und bei Demenz

Mitarbeiter
Profilbild von Prof. Dr. med. Christine Von Arnim

Prof. Dr. med. Christine Von Arnim

Chefärztin Neurogeriatrie und Neurologische Rehabilitation

Dr. rer. nat. Björn von Einem
Dipl. Biologe
Forschungsschwerpunkt: intrazelluläres Trafficking, FLIM-Mikroskopie
 
Tel.: 0731-500-63051
Mail: bjoern.von-einem@uni-ulm.de

Raphael Hesse
Dipl. Biologe
Forschungsschwerpunkt: cGMP-abhängige Pathways in der Pathophysiologie von Morbus Alzheimer
 
Tel.: 0731-500-63117
Mail: raphael.hesse@uni-ulm.de

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Diana Hilpert
M.Sc.
Forschungsschwerpunkt: : cGMP-abhängige Pathways in der Pathophysiologie von Morbus Alzheimer

Tel.: 0731-500-63117
Mail: diana.hilpert@uni-ulm.de

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Patrick Schäfer
M.Sc.

Tel.: 0731-500-63117
Mail: patrick.schaefer@uni-ulm.de

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Lisa Merthan
M.Sc.

Tel.: 0731-500-63117
Mail: lisa.merthan[at]uni-ulm.de

Lisa DiGiorgio

Kitty Lange

Timo Fischer

Katja Wessinger

Pauline Gummert

Amilie Köbel

Sophia Vuckovic

 
Expertise
  • Fluoreszenzmikroskopie
  • Konfokale Laserscan-Mikroskopie
  • FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy)
  • TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy – Kooperation Prof. H. Schneckenburger)
  • Klonierung von Knockout- und Überexpressionskonstrukten
  • Klonierung von lentiviralen Expressionskonstrukten
  • Quantitative PCR
  • Kultivierung und Isolation von primären hippokampalen Neuronen
  • Produktion von lentiviralen Virus
  • Etablierung von stabilen überexprimierenden Zelllinien
  • SDS-PAGE und Western Blot Analyse
  • Immuncytochemie an zellulären Systemen
  • Immunhistochemie an humanen und murinen Hirnen
  • Kernfraktionierung und Immunpräzipitation
  • ELISA-Assays, Transaktivierungsassays, Toxizitätsassays
  • Serum und Liquor
Förderer

BIU
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Schering Stiftung
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Hirnliga e.V
........................................................................... ................................................
Alzheimer Forschungsinitiative e.V.
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DFG
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Universität Ulm (Bausteinprogramm)  
........................................................................... ................................................
Heidelberger Akademie der Wissenschaften (WIN-Kolleg)
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AIF
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Heel
........................................................................... ................................................
Roche diagnostics

 
Publikationen

Ausgewählte Publikationen / selected publications

  • Steinacker P, Semler E, Anderl-Straub S, Diehl-Schmid J, Schroeter ML, Uttner I, Foerstl H, Landwehrmeyer B, von Arnim C.A.F., Kassubek J, Oeckl P, Huppertz HJ, Fassbender K, Fliessbach K, Prudlo J, Roßmeier C, Kornhuber J, Schneider A, Volk AE, Lauer M, Danek A, Ludolph AC, Otto M; FTLDc Study Group. (2017) Neurofilament as a blood marker for diagnosis and monitoring of primary progressive aphasias. Neurology. 2017 Feb 8. [Epub ahead of print]
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  • Oeckl P, Metzger F, Nagl M, von Arnim CAF, Halbgebauer S, Steinacker P, Ludolph AC, Otto M. Alpha-, Beta-, and Gamma-synuclein Quantification in Cerebrospinal Fluid by Multiple Reaction Monitoring Reveals Increased Concentrations in Alzheimer's and Creutzfeldt-Jakob Disease but No Alteration in Synucleinopathies. Mol Cell Proteomics. 2016 Oct;15(10):3126-3138.
  • Leuzy A, Chiotis K, Hasselbalch SG, Rinne JO, de Mendonça A, Otto M, Lleó A, Castelo-Branco M, Santana I, Johansson J, Anderl-Straub S, von Arnim CAF, Beer A, Blesa R, Fortea J, Herukka SK, Portelius E, Pannee J, Zetterberg H, Blennow K, Nordberg A. Pittsburgh compound B imaging and cerebrospinal fluid amyloid-β in a multicentre European memory clinic study. Brain. 2016 Sep;139(Pt 9):2540-53.
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  • Lill CM, Rengmark A, Pihlstrøm L, Fogh I, Shatunov A, Sleiman PM, Wang LS, Liu T, Lassen CF, Meissner E, Alexopoulos P, Calvo A, Chio A, Dizdar N, Faltraco F, Forsgren L, Kirchheiner J, Kurz A, Larsen JP, Liebsch M, Linder J, Morrison KE, Nissbrandt H, Otto M, Pahnke J, Partch A, Restagno G, Rujescu D, Schnack C, Shaw CE, Shaw PJ, Tumani H, Tysnes OB, Valladares O, Silani V, van den Berg LH, van Rheenen W, Veldink JH, Lindenberger U, Steinhagen-Thiessen E; SLAGEN Consortium, Teipel S, Perneczky R, Hakonarson H, Hampel H, von Arnim C.A.F., Olsen JH, Van Deerlin VM, Al-Chalabi A, Toft M, Ritz B, Bertram L. (2015) The role of TREM2 R47H as a risk factor for Alzheimer's disease, frontotemporal lobar degeneration, amyotrophic lateral sclerosis, and Parkinson's disease. Alzheimers Dement. 2015 Apr 29. [Epub ahead of print]
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  • von Arnim, C.A.F.*, Kinoshita, A.*, Peltan, I.D., Tangredi, M.M., Herl, L., Lee, B.M., Spoelgen, R., Hshieh, T.T., Ranganathan, S., Battey, F., Liu, C.-X., Bacskai, B.J., Sever, S., Irizarry, M.C., Strickland, D.K., Hyman, B.T. (2005) The LDL-receptor related protein (LRP) is a novel b-secretase (BACE1) substrate. J Biol Chem. 280, 17777-85.
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2004

  • von Arnim, C.A.F., Tangredi, M.M., Peltan, I.D., Lee, B.M., Irizarry, M.C., Kinoshita, A., Hyman, B.T. (2004) Demonstration of BACE (b-secretase) phosphorylation and its interaction with GGA1 in cells by Fluorescence lifetime imaging, J Cell Sci 117: 5437-5445.
  • Irizarry, M.C.*, Deng, A.*, Lleo, A., Berezovska, O., von Arnim, C.A.F., Martin-Rehrmann, M., Manelli, A., LaDu, M.J., Hyman, B.T., Rebeck, G.W. (2004) Apolipoprotein E inhibits gamma-secretase cleavage of the amyloid precursor protein. J Neurochem 90: 1132-1143.
  • Ranganathan, S., Liu, C.X., Migliorini, M.M., von Arnim, C.A.F., Peltan, I.D., Mikhailenko, I., Hyman, B.T. and Strickland, D.K. (2004) Serine and threonine phosphorylation of the LDL receptor-related protein (LRP) by protein kinase Calpha regulates endocytosis and association with adaptor molecules. J Biol Chem 279(39): 40536-40544.
  • von Arnim, C.A.F. *, Verstege, E.*, Riepe, M.W. (2004) Strain dependence of receptor regulation on chemical preconditioning in mice hippocampus. Neurosci Lett 365, 171-5

2003 und älter

  • Hellweg, R. *, von Arnim, C.A.F. *, Huber, R., Büchner M., Riepe, M.W. (2003) Neuroprotection and neuronal dysfunction upon repetitive inhibition of oxidative phosphorylation Exp Neurology, 183 (2), 346-354
  • von Arnim, C.A.F.*, Etrich, S.*, Timmler, M., Riepe, M.W. (2002) Gender-dependent hypoxic tolerance: mediated via gender-specific mechanisms, J Neuroscience Res 68:84-88.
  • von Arnim, C.A.F., Timmler, M., Ludolph, A.C., Riepe, M.W  (2001) Chemical preconditioning in mice is not mediated by upregulation of nitric oxide synthase isoforms, Neurosci Lett  299:130-134
  • von Arnim, C.A.F., Timmler, M., Ludolph, A.C., Riepe, M.W. (2000) Adenosine receptor up-regulation: initiated upon preconditioning but not upheld. Neuroreport 11(6):1223-6.
 
Aktivitäten
"Nobelpreisträger trifft forschen(den) Mittelstand – Highlight-Event der AiF am 15.12.2016 in Berlin"

Innovative diagnostische Ansätze bei Alzheimer: Forscher entwickeln neuartiges optisches Verfahren
Derzeit leiden ca. 1,2 Millionen Menschen in Deutschland an der Alzheimer-Krankheit und Hochrechnungen gehen von einer Zunahme auf drei Millionen Erkrankten bis zum Jahr 2050 aus. Neurodegenerative Erkrankungen, insbesondere die Alzheimer Demenz (AD), treten meist im höheren Lebensalter auf und sind volkswirtschaftlich mit Kosten in Milliardenhöhe verbunden. Aufgrund bis heute nicht geklärter Ursachen und limitierter Therapiemöglichkeiten ist die Entwicklung neuer Diagnostik- und Therapieansätze zur wirksamen Bekämpfung dieser verheerenden Krankheiten essentiell. Aktuelle Daten sprechen dafür, dass komplexe Änderungen von Stoffwechselprozessen in den Mitochondrien, den sog. Kraftwerken der Zelle, dabei eine zentrale Rolle spielen. Die strukturelle und metabolische Komplexität von Nervenzellen macht es notwendig diese Vorgänge für ein besseres Verständnis zu visualisieren. Dies stellt hinsichtlich der Erfassung verschiedener Stoffwechselparameter in lebenden Zellen hohe Anforderungen an die Untersuchungsmethode, die für die Entwicklung vielversprechenden Therapieansätze unabdingbar ist.

In einem interdisziplinären Verbundprojekt ist es uns in Kooperation mit Frau Dr. Angelika Rück von der Core Facility für Konfokale und Multiphotonen Mikroskopie der Universität Ulm gelungen, ein Verfahren zur optischen Darstellung dieser Prozesse in lebenden Zellen zu entwickeln. Mithilfe dieser Methode, die im Rahmen eines Projektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) im Auftrag der Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F.O.M.) entwickelt wurde, ist es zukünftig möglich, erfolgversprechende Diagnostik und Therapieansätze zur Bekämpfung dieser sogenannten Volkskrankheiten zu realisieren. Das IGF-Vorhaben ″Mitoskopie“ war im Dezember 2016 unter den drei Finalisten bei der Wahl zum Otto von Guericke-Preis der AiF. Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 100 Forschungsvereinigungen organisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert.
 
Einen dreiminütigen Film zum Projekt finden Sie in der AiF-Mediathek unter:

https://www.aif.de/mediathek/videos/2016/mitochondriales-monitoring-von-stoffwechselaenderungen.html 

Einen Link zum Projektsteckbrief auf der Homepage der FOM finden Sie hier:

http://www.forschung-fom.de/forschung/aktuell-single-view/article/mitoskopie/

Einen Beitrag zum Projekt auf der Homepage der Universität Ulm finden Sie hier:

https://www.uni-ulm.de/med/fakultaet/med-detailseiten/news-detail/article/alzheimer-im-fokus-forscher-entwickeln-optisches-messverfahren-blick-ins-getriebe-der-ze/

German Chinese Summer School: Clinical and Molecular Aspects of Age-Related Brain Diseases

 
Links

Kontakt

Telefon 0731-177-5261

Telefax 0731-177-1202

Prof. Dr. med. Christine von Arnim

Klinik für Neurologie

Universitätsklinikum Ulm

Oberer Eselsberg 45

D-89081 Ulm