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Molekulares & funktionelles Neuroimaging

Leiter:  Univ.-Prof. Dr. med. Andreas Bauer


Anschrift:  Universitätsklinik Düsseldorf
Neurologische Klinik
Heinrich-Heine Universität
Moorenstrasse 5
40225 Düsseldorf

  Forschungszentrum Jülich
Institut für Neurowissenschaften (INB-3)
Forschungszentrum Jülich
Wilhelm-Johnen-Straße
52425 Jülich

Telefon: 0211-81-18973  02461-61-4288
Fax: 0211-81-16282

  02461-61-8273
E-Mail: andreas.bauer@med.uni-duesseldorf.de  an.bauer@fz-juelich.de


Ein Teil der Arbeitsgruppe ist am Forschungszentrum Jülich tätig. Für weitere Informationen siehe http://www.fz-juelich.de/inm/index.php?index=362.


Forschungsschwerpunkte

Rezeptoren stellen einen integralen Bestandteil der Signalübertragung im Zentralnervensystem dar. Sie sind in zahlreiche pathologische Prozesse im Rahmen neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen involviert. Gleichzeitig stellen sie wichtige Zielstrukturen für die medikamentöse Behandlung von Hirnerkrankungen dar. Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der in vivo (Positronen-Emissions-Tomographie, PET; pharmakologische Magnetresonanztomographie, phMRI) und in vitro (Autoradiographie) Darstellung von Neurotransmitter-Rezeptoren, um ihr spezifisches diagnostisches und therapeutisches Potenzial zu erschließen.

Schwerpunkte unserer neurowissenschaftlichen Grundlagenforschung sind die Erfassung der zerebralen Architektonik sowie der physiologischen Kinetik von Rezeptoren am Menschen. Ferner interessieren wir uns für die Erforschung der Rolle von Adenosin im Zentralnervensystem unter physiologischen und pathologischen Bedingungen und beteiligen uns an der Evaluation neuer Radioliganden für den Einsatz in der PET.

Abb. 1: PET-Darstellung der Verteilung von A1-Adenosinrezeptoren im Neokortex des Menschen mit Über¬lagerung von zytoarchitektonisch definierten Brodmann-Arealen.
Abb. 1: PET-Darstellung der Verteilung von A1-Adenosinrezeptoren im Neokortex des Menschen mit Über¬lagerung von zytoarchitektonisch definierten Brodmann-Arealen.

Unsere Forschungsinteressen im Bereich der klinisch-neurologischen Forschung erstrecken sich auf sog. Bewegungsstörungen, wie z. B. die Parkinsonsche Erkrankung, sowie Epilepsie und Gehirntumoren. Im Bereich der klinisch-psychiatrischen Forschung suchen wir nach Frühindikatoren und biologischen Markern für Schizophrenie, Demenz und Depression.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeit liegt auf der Untersuchung von entzündlichen ZNS-Erkrankungen (Multiple Sklerose und andere demyelinisierende Erkrankungen). Wir benutzen verschiedene Bildgebungs¬verfahren, um Aspekte der Läsionsentstehung sowie neuronale De- und Regeneration zu untersuchen. Dazu führen wir Klinische Studien mit multimodalen Bildgebungstechniken (1.5T- und 3T-MRT für strukturelle sowie PET und Hybrid-3T-MRT-PET für funktionelle und molekulare Ziel¬strukturen) durch. Parallel untersuchen wir analoge pathophysiologische Prozesse in geeigneten Tiermodellen (z. B. experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE) mittels 9.4T-MRT und hochauflösendem Versuchstier-PET.

Abb. 2: Mit Hilfe verschiedener PET-Liganden lassen sich unterschiedliche Funktionalitäten des Gehirns sichtbar machen und ggf. diagnostisch nutzen.
Abb. 2: Mit Hilfe verschiedener PET-Liganden lassen sich unterschiedliche Funktionalitäten des Gehirns sichtbar machen und ggf. diagnostisch nutzen.



Ausgewählte Publikationen
  1. Elmenhorst, D.; Meyer, P.T.; Winz. O.H.; Matusch, A.; Ermert, J.; Coenen, H.H.; Basheer, R.; Haas, H.L.; Zilles, K.; Bauer, A.: Sleep deprivation increases A1 adenosine receptor binding in the human brain: A positron emission tomography study. The Journal of Neuroscience 27(9), 2410-2415, 2007
  2. Meyer, P.T.; Elmenhorst, D.; Boy, C.; Winz, O.; Matusch, A.; Zilles, K.; Bauer, A.: Effect of aging on cerebral A1 adenosine receptors: A [18F]CPFPX PET study in humans. Neurobiology of Aging 28, 1914-1924, 2007
  3. Schott, B.H.; Minuzzi, L.; Krebs, R.M.; Elmenhorst, D.; Lang, M.; Winz, O.H.; Seidenbecher, C.I.; Coenen, H.H.; Heinze, H.J.; Zilles, K.; Düzel, E.; Bauer, A.: Mesolimbic fMRI activations during reward anticipation correlate with reward-related ventral striatal dopamine release. Journal of Neuroscience 28(52), 14311-14319, 2008
  4. De Luca, M.A.; Bassareo, V.; Bauer, A.; Di Chiara, G.: Caffeine and accumbens shell dopamine. Journal of Neurochemistry 103, 157-163, 2007
  5. Dehnhardt, M.; Palm, C.; Vieten, A.; Bauer, A.; Pietrzyk, U.: Quantifying the A1AR distribution in peritumoral zones around experimental F98 and C6 rat brain tumours. Journal of Neurooncology 58, 49-63, 2007
  6. Elmenhorst, D.; Meyer, P.T.; Matusch, A.; Winz, O.H.; Zilles, K.; Bauer, A.: Test-retest stability of cerebral A1 adenosine receptor quantification using [18F]CPFPX and PET. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 34, 1061-1070, 2007
  7. Hurlemann, R.; Bauer, A.; Vogeley, K.; Falkai, P.; Wagner, M., Maier, W.: Molekulare Grundlagen der Schizophrenie. Der 5-HT2ARezeptor. Nervenheilkunde 25, 28-31, 2006
  8. Matusch, A.; Meyer, P.T.; Bier, D.; Holschbach, M.H.; Woitalla, D.; Elmenhorst, D., Winz, O.H.; Zilles, K.; Bauer, A.: Metabolism of the A1 adenosine receptor PET ligand [18F]CPFPX by CYP1A2: implications for bolus/infusion PET studies. Nuclear Medicine and Biology 33, 891-898, 2006
  9. Meyer, P.T.; Elmenhorst, D.; Matusch, A.; Winz, O.; Zilles, K.; Bauer, A.: 18F-CPFPX PET: On the generation of parametric images and the effect of scan duration. The Journal of Nuclear Medicine 47(2), 200-207, 2006
  10. Meyer, P.T.; Elmenhorst, D.; Matusch, A.; Winz, O.; Zilles, K.; Bauer, A.: A1 adenosine receptor PET using [18F]CPFPXC: Displacement studies in humans. NeuroImage 32, 1100-1105, 2006
  11. Bauer, A.; Langen, K.J.; Bidmon, H.; Holschbach, M.H.; Weber, S.; Olsson, R.A., Coenen, H.H.; Zilles, K.: 18F-CPFPX PET identifies changes in cerebral A1 adenosine receptors density caused by glioma invasion. Journal of Nuclear Medicine 46, 450-454, 2005
  12. Bauer, A.; Zilles, K.; Matusch, A.; Holzmann, C.; Riess, O.; von Hörsten, S.: Regional and subtype selective changes of neurotransmitter receptor density in a rat transgenic for the Huntington's disease mutation. Journal of Neurochemistry 94, 639-650, 2005
  13. Bauer, A.; Zilles, K.; Matusch, A.; Holzmann, C.; Riess, O.; von Hörsten, S.: Corrigendum: Regional and subtype selective changes of neurotransmitter receptor density in a rat transgenic for the Huntington's disease mutation. Journal of Neurochemistry 94, 1167, 2005
  14. Hurlemann, R.; Boy, C.; Meyer, P.T.; Scherk, H.; Wagner, M.; Herzog, H.; Coenen, H.H.; Vogeley, K.; Falkai, P.; Zilles, K.; Maier, W.; Bauer, A.: Decreased prefrontal 5-HT2A receptor binding in subjects at enhanced risk for schizophrenia. Anatomy and Embryology 210(5-6), 519-523, 2005
  15. Hurlemann, R.; Matusch, A.; Eickhoff, S.B.; Palomero-Gallagher, N.; Meyer, P.T.; Boy, C.; Maier, W.; Zilles, K.; Amunts, K.; Bauer, A.: Analysis of neuroreceptor PET-data based on cytoarchitectonic maximum probability maps: a feasibility study. Anatomy and Embryology 210(5-6), 447-453, 2005
  16. Meyer, P.T.; Elmenhorst, D.; Zilles, K.; Bauer, A.: Simplified quantification of cerebral A1 adenosine receptors using [18F]CPFPX and PET: analyses based on venous blood sampling. Synapse 55, 212-223, 2005
  17. Meyer, P.T.; Elmenhorst, D.; Bier, D.; Holschbach, M.H.; Matusch, A.; Coenen, H.H.; Zilles, K.; Bauer, A.: Quantification of cerebral A1 adenosine receptors in humans using [18F]CPFPX and PET: an equilibrium approach. Neuroimage 24(4), 1192-1204, 2005
  18. Hering, R.; Strauss, K.M.; Tao, X.; Bauer, A.; Woitalla, D.; Mietz, E.M.; Petrovic, S.; Bauer, P.; Schaible, W.; Müller, T.; Schöls, L.; Klein, C.; Berg, D.; Meyer, P.T.; Schulz, J.B.; Wollnik, B.; Tong, L.; Krüger, R.; Riess, O.: Novel homozygous p.E64D mutation in DJ1 in early onset Parkinson disease (PARK7). Human Mutation 24(4), 321-329, 2004
  19. Meyer,P.T.; Bier,D.; Holschbach,M.; Boy,C.; Olsson,R.A.; Coenen,H.H.; Zilles,K.; Bauer,A.: Quantification of cerebral A1 adenosine receptors in humans using [18F]CPFPX and PET. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism 24, 323-333, 2004
  20. Weber, S.; Bauer, A.; Small animal PET: aspects of performance assessment. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 31(11), 1545-1555, 2004
  21. Bauer, A.; Holschbach, M.H.; Meyer, P.T.; Boy, C.; Herzog, H.; Olsson, R.A.; Coenen, H.H.; Zilles, K.: In vivo imaging of adenosine A1 receptors in the human brain with [18F]CPFPX and positron emission tomography. Neuroimage 19, 1760-1769, 2003
  22. Bauer, A.; Holschbach, M.H.; Cremer, M.; Weber, S.; Boy, C.; Shah, N.J.; Olsson, R.A.; Halling, H.; Coenen, H.H.; Zilles, K.: Evaluation of 18F-CPFPX, a novel adenosine A1 receptor ligand: In vitro autoradiography and high-resolution small animal PET. The Journal of Nuclear Medicine 44, 1682-1689, 2003
  23. Meyer, P.T.; Bier, D.; Holschbach, M.H.; Cremer, M.; Tellmann, L.; Bauer, A.: In vivo imaging of rat brain A1 adenosine receptor occupancy by caffeine. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 30(10), 1440, 2003
  24. von Hörsten, S.; Schmitt, I.; Nguyen, H.P.; Holzmann, C.; Schmidt, T.; Walther, T.; Bader, M.; Pabst, R.; Kobbe, P.; Krotova, J.; Stiller, D.; Kask, A.; Vaarmann, A.; Rathke-Hartlieb, S.; Schulz, J.B.; Grasshoff, U.; Bauer, A.; Li, X.J.; Riess, O.: Transgenic rat model of Huntington's disease. Human Molecular Genetics 12(6), 617-624, 2003


Mitarbeiter

Standort Düsseldorf:
  • Dr. med. Clemens Warnke
  • Dipl.-Biol. Franziska Wedekind

Standort Jülich:
  • Dr. med. David Elmenhorst
  • Dr. med. René Hurlemann
  • Dr. med. Tina Kroll
  • Magdalena Vögeling







 

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    Workshop beim Tag der Universität:
    Von der Vorstellung zur Entscheidung
    3. Juli 2011
    Hörsaal 2b, 13-14 Uhr

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  •   Patienten mit Multipler Sklerose zur Erprobung neuer Medikamente gesucht