Östrogenrezeptor prägt das Gehirn in der Adoleszenz
Sexualhormone formen während der Pubertät nicht nur den Körper um – sie programmieren auch das Gehirn neu. Eine neue Studie identifiziert einen spezifischen Rezeptor als entscheidenden Treiber der Verhaltensreifung.
Die Pubertät ist eine Zeit tiefgreifender Veränderungen. Hormone wie Östrogen lösen nicht nur körperliche Entwicklungsprozesse aus, sondern beeinflussen auch, wie sich Hirnschaltkreise für Sozial- und Sexualverhalten herausbilden. Wie genau das auf zellulärer Ebene abläuft, war bislang weitgehend ungeklärt.
Eine in eLife veröffentlichte Studie untersuchte den Hypothalamus von Mäusen über den gesamten Verlauf der Adoleszenz hinweg. Mithilfe von Einzelzell-RNA-Sequenzierung, die die Genaktivität in einzelnen Zellen kartiert, verfolgten die Forschenden, wie sich die Genexpression in einem Gehirnbereich namens mediale präoptische Region verändert. Dieses Areal ist entscheidend für Paarungsverhalten und soziale Interaktion.
Östrogenrezeptor 1 als Schalter
Die Ergebnisse weisen auf eine zentrale Rolle des Östrogenrezeptors 1 (Esr1) hin, eines Proteins im Zellinneren, das auf das Hormon Östrogen reagiert. Wenn Esr1 in bestimmten inhibitorischen Neuronen (GABAergen Neuronen) ausgeschaltet wurde, stockte die Reifung von Verhaltensmustern, die sich normalerweise in der Adoleszenz entwickeln. Dies galt sowohl für männliche als auch für weibliche Mäuse, allerdings über jeweils unterschiedliche genetische Signalwege.
Bemerkenswert ist, dass dieselbe Störung ausblieb, wenn Esr1 aus erregenden Neuronen (glutamatergen Neuronen) entfernt wurde. Der Effekt ist damit spezifisch für die inhibitorischen Zellen dieses Gehirnbereichs.
Bedeutung für Hormone und Gehirnalterung
Aus einer Longevity-Perspektive ist das relevant, weil Östrogen-Signalgebung nicht auf die Pubertät beschränkt ist. Dasselbe Hormon und derselbe Rezeptor spielen auch im späteren Leben eine Rolle – bei der kognitiven Funktion, der Stimmungsregulation und möglicherweise beim Tempo der Gehirnalterung. Wie sich die Esr1-Aktivität in Gehirnzellen im Laufe des Lebens verändert und was das für die kognitive Widerstandsfähigkeit im Alter bedeutet, ist ein naheliegender nächster Schritt, der sich aus dieser Forschung ergibt.
Die Studie liefert neue Einblicke in die Organisation geschlechtsspezifischer Gennetzwerke im Gehirn und eröffnet Wege für die Erforschung hormonabhängiger Schwachstellen des alternden Gehirns.