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Wirkungen relevanter Zytokine auf Müllersche Radialgliazellen in der embryonalen Hühnchenretina unter normalen und Stressbedingungen Ein Beitrag zum Verständnis der retinalen Gliose

Greif, Alexander :
Wirkungen relevanter Zytokine auf Müllersche Radialgliazellen in der embryonalen Hühnchenretina unter normalen und Stressbedingungen Ein Beitrag zum Verständnis der retinalen Gliose.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Wirkungen relevanter Zytokine auf Müllersche Radialgliazellen in der embryonalen Hühnchenretina unter normalen und Stressbedingungen Ein Beitrag zum Verständnis der retinalen Gliose
Language: German
Abstract:

Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung von relevanten Zytokinen (BDNF, GDNF und PEDF) auf die gesamte retinale Entwicklung und auf reine Müllerzell-Populationen zu studieren und diese Faktoren auf ein etabliertes Gliosemodell anzuwenden. Neben einem schnelleren Weg, reine Müllerzell-Populationen zu erstellen, wurde für diese Arbeit ein Explanatsystem entwickelt, das sämtliche Entwicklungsschritte entsprechend der in vivo-Retina durchläuft. Die Gliose im Explantatsystem wurde mit DL-a-Aminoadipat (AAA) erzeugt. AAA ist ein Toxin, das speziell nur auf Gliazellen wirkt. Neben einem Anschwellen wiesen die Müllerzellen eine GFAP-Expression auf, die nur unter Stressbedingungen (Gliose) vorkommt. Beide Reaktionen sind wichtige Nachweise für eine Gliose. Mittels Katalase-Test wurde gezeigt, dass die AAA-Gliose durch oxidativen Stress erzeugt wird und zum Absterben der Müllerzellen führt. Um der Frage nachzugehen, inwieweit Müllerzellen unter gliotischen Bedingungen auf relevante Faktoren reagieren können, musste ein schnellerer Weg gefunden werden, um reine Müllerzell -Populationen für molekularbiologische Untersuchungen zu erstellen. Hohe Ascorbat-Konzentrationen entwickeln eine neurotoxische Wirkung, mit der es möglich war, reine Müllerzell-Populationen über Nacht zu erstellen. Die Expressionsstudien zeigten, dass Müllerzellen die genannten Faktoren und ihre Rezeptoren unter Kontrollbedingungen exprimierten und auch auf exogene Faktoren reagierten. Alle exogenen Faktoren stimulierten in Müllerzellen ihre eigene Expression und zum Teil auch ihrer Rezeptoren. Bei dieser Studie wurde auch eine stimulierende Wirkung von Forskolin auf die TrkB-Expression in Müllerzellen nachgewiesen, die bislang nur für die gesamte Retina gezeigt wurde. Die Expression der besagten Zytokine wurde unter dem Einfluss von AAA dramatisch beeinflusst. GDNF, GFRa1, TrkB und PEDF wiesen schon bei relativ geringen AAA-Konzentrationen eine starke Verringerung der Genexpression auf. Somit wurden sämtliche betrachteten Signalwege unter gliotischen Bedingungen beeinträchtigt. Unter Kontrollbedingungen förderten diese Faktoren – vermittelt durch Müllerzellen - die Entwicklung der Photorezeptoren. Die Photorezeptoren weisen dabei keine Expression für diese Zytokine auf. Hieraus wird deutlich, dass gliotische Bedingungen wichtige Müllerzell-Signale unterbinden, die für den Erhalt der umliegenden Neuronen wichtig sind. Alle verwendeten Faktoren können auf Mülerzellen einwirken, dennoch zeigte nur PEDF eine reduzierende Wirkung auf die AAA-Gliose. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Reduktion des gliotischen Anschwellens und der GFAP-Expression durch exogenes PEDF unter AAA-Einfluss. Auch im Katalase-Test wurde eine Reduktion des AAA-induzierten oxidativen Stresses beobachtet. Die Ergebnisse dieser Arbeit machen deutlich, dass Müller´sche Radialgliazellen auf exogene Faktoren reagieren und einen entscheidenden Beitrag bei der Vermittlung von Zytokinwirkungen haben. Eine Beeinträchtigung der Müllerzellen durch AAA führt nicht nur zum Verlust der retinalen Struktur, sondern auch zu einem dramatisch veränderten Expressionsverhalten. Das Absterben der Neuronen bei Retina-degenerativen Krankheiten kann somit durch fehlende Müller´sche Signale in gliotischen Müllerzellen unterstützt werden. Allein PEDF war in der Lage, auf die Gliose positiv einzuwirken und den Zerfall der Retina zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit erweitern das Verständnis von Gliosen und der Degeneration von Neuronen. Dies könnte die Therapierung retinaler Erkrankungen entscheidend unterstützen, indem eine Gliose durch PEDF unterbunden wird. Weitere Studien müssen zeigen, welche Wirkung PEDF im entsprechenden Retina-degenerativen Tiermodell hat, und ob allein eine verminderte Gliose einen positiven Einfluß auf den Krankheitsverlauf hat.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung von relevanten Zytokinen (BDNF, GDNF und PEDF) auf die gesamte retinale Entwicklung und auf reine Müllerzell-Populationen zu studieren und diese Faktoren auf ein etabliertes Gliosemodell anzuwenden. Neben einem schnelleren Weg, reine Müllerzell-Populationen zu erstellen, wurde für diese Arbeit ein Explanatsystem entwickelt, das sämtliche Entwicklungsschritte entsprechend der in vivo-Retina durchläuft. Die Gliose im Explantatsystem wurde mit DL-a-Aminoadipat (AAA) erzeugt. AAA ist ein Toxin, das speziell nur auf Gliazellen wirkt. Neben einem Anschwellen wiesen die Müllerzellen eine GFAP-Expression auf, die nur unter Stressbedingungen (Gliose) vorkommt. Beide Reaktionen sind wichtige Nachweise für eine Gliose. Mittels Katalase-Test wurde gezeigt, dass die AAA-Gliose durch oxidativen Stress erzeugt wird und zum Absterben der Müllerzellen führt. Um der Frage nachzugehen, inwieweit Müllerzellen unter gliotischen Bedingungen auf relevante Faktoren reagieren können, musste ein schnellerer Weg gefunden werden, um reine Müllerzell -Populationen für molekularbiologische Untersuchungen zu erstellen. Hohe Ascorbat-Konzentrationen entwickeln eine neurotoxische Wirkung, mit der es möglich war, reine Müllerzell-Populationen über Nacht zu erstellen. Die Expressionsstudien zeigten, dass Müllerzellen die genannten Faktoren und ihre Rezeptoren unter Kontrollbedingungen exprimierten und auch auf exogene Faktoren reagierten. Alle exogenen Faktoren stimulierten in Müllerzellen ihre eigene Expression und zum Teil auch ihrer Rezeptoren. Bei dieser Studie wurde auch eine stimulierende Wirkung von Forskolin auf die TrkB-Expression in Müllerzellen nachgewiesen, die bislang nur für die gesamte Retina gezeigt wurde. Die Expression der besagten Zytokine wurde unter dem Einfluss von AAA dramatisch beeinflusst. GDNF, GFRa1, TrkB und PEDF wiesen schon bei relativ geringen AAA-Konzentrationen eine starke Verringerung der Genexpression auf. Somit wurden sämtliche betrachteten Signalwege unter gliotischen Bedingungen beeinträchtigt. Unter Kontrollbedingungen förderten diese Faktoren – vermittelt durch Müllerzellen - die Entwicklung der Photorezeptoren. Die Photorezeptoren weisen dabei keine Expression für diese Zytokine auf. Hieraus wird deutlich, dass gliotische Bedingungen wichtige Müllerzell-Signale unterbinden, die für den Erhalt der umliegenden Neuronen wichtig sind. Alle verwendeten Faktoren können auf Mülerzellen einwirken, dennoch zeigte nur PEDF eine reduzierende Wirkung auf die AAA-Gliose. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Reduktion des gliotischen Anschwellens und der GFAP-Expression durch exogenes PEDF unter AAA-Einfluss. Auch im Katalase-Test wurde eine Reduktion des AAA-induzierten oxidativen Stresses beobachtet. Die Ergebnisse dieser Arbeit machen deutlich, dass Müller´sche Radialgliazellen auf exogene Faktoren reagieren und einen entscheidenden Beitrag bei der Vermittlung von Zytokinwirkungen haben. Eine Beeinträchtigung der Müllerzellen durch AAA führt nicht nur zum Verlust der retinalen Struktur, sondern auch zu einem dramatisch veränderten Expressionsverhalten. Das Absterben der Neuronen bei Retina-degenerativen Krankheiten kann somit durch fehlende Müller´sche Signale in gliotischen Müllerzellen unterstützt werden. Allein PEDF war in der Lage, auf die Gliose positiv einzuwirken und den Zerfall der Retina zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit erweitern das Verständnis von Gliosen und der Degeneration von Neuronen. Dies könnte die Therapierung retinaler Erkrankungen entscheidend unterstützen, indem eine Gliose durch PEDF unterbunden wird. Weitere Studien müssen zeigen, welche Wirkung PEDF im entsprechenden Retina-degenerativen Tiermodell hat, und ob allein eine verminderte Gliose einen positiven Einfluß auf den Krankheitsverlauf hat. German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
Divisions: 10 Department of Biology > Developmental Biology and Neurogenetics
Date Deposited: 26 Apr 2013 12:36
Last Modified: 26 Apr 2013 12:36
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-33204
Referees: Layer, Prof. Dr. Paul and Galuske, Prof. Dr. Ralf
Refereed: 3 December 2012
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3320
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