Stellen murine Astrozyten Zielzellen für 6-OHDA dar ?

Abstract

Astrozyten haben das Potential unter pathologischen Verhältnissen im Gehirn reaktiviert zu werden und das Stadium unreifer, somit dedifferenzierter Zellen wieder zu erlangen. Durch diese Fähigkeit erlangen sie erneut ein Stammzellpotential, was durch Selbsterneuerung und Multipotenz gekennzeichnet ist. Hinweise auf einen möglichen Wechsel von Gliagenese zu Neurogenese schüren Hoffnungen in der Therapie neurodegenerativer Erkrankungen, wie Morbus Parkinson. In meiner Studie untersuchte ich, ob die erzielten Effekte von Wachter et al. (2010) in vivo direkt durch 6-OHDA oder durch dessen indirekten Effekt - die Zerstörung der dopaminergen Strukturen - erzielt wurde. Ich beobachtete die direkten Effekte des Neurotoxins 6-OHDA auf striatale und kortikale primäre Astrozytenzellkulturen aus Mäusen. Dabei untersuchte ich wie sich das Expressionsver-halten der Intermediärfilamente GFAP, Nestin und Vimentin durch die Stimulation mit 6-OHDA (15 und 30 µM) über 24 Std. verändert. Hierfür führte ich immunzytochemische Untersuchungen, sowie RT-PCR und Westernblot Experimente durch. 6-OHDA bewirkt erst ab einer Konzentration von 37,5 µM einen Abfall der Zellzahl, weshalb ich meine weiteren Experimente mit 15 und 30 µM 6-OHDA durchführte. Die immunzytochemischen Untersuchungen ergaben einen signifikanten Abfall der Expression von GFAP in der Kortex durch die Stimulation mit 30 µM 6-OHDA. Auf Transkriptionsebene konnte ich im Striatum bei der Behandlung mit 30 µM 6-OHDA eine signifikante Verminderung der Expression von GFAP und Nestin nachweisen. Um weiter zu untersuchen, ob 6-OHDA selbst eine De-Differenzierung von Astrozyten in vitro induzieren kann untersuchte ich neben den Intermediärfilamenten die Transkriptionsfaktoren Pax 6 und Sox 2. Pax 6 und Sox 2 werden normalerweise von radialen Gliazellen exprimiert und können somit als Anzeichen einer De-Differenzierung gesehen werden. Ich konnte eine signifikant verminderte Expression von Sox 2 auf Transkriptionsebene durch RT-PCR und quantitative Mengenbestimmung der Expression der mRNA bei einer Behandlung mit 30 µM 6-OHDA in der Kortex feststellen. Die Untersuchungen des Wasserkanals AQP 4 ergaben sowohl auf proteinogener wie auch genetischer Ebene keine signifikanten Veränderungen der Expression nach Stimulation mit 6-OHDA. Mit den Ergebnissen meiner Studie wies ich nach, dass primäre Astrozytenzellkulturen aus postnatalen Mäusen Zielzellen von 6-OHDA sind. Nach der 24-stündigen Behandlung mit 15 und 30 µM 6-OHDA scheinen murine Astrozyten eine Tendenz zur Differenzierung aus zu bilden. Ich hatte stets eine verminderte Expression von GFAP, Nestin und Sox 2 festgestellt, welche bei einer De-Differenzierung vermehrt exprimiert werden würden. Dies unterscheidet sich zu den bisher detektierten Effekten der in vivo Studie von Wachter et al. (2010) an Ratten. Die Ergebnisse von Wachter et al. (2010) wurden vermutlich durch den indirekten Effekt von 6-OHDA - der Zerstörung von dopaminergen Strukturen und damit induzierten Mangel an Dopamin - erzielt. Um evaluieren zu können, welche direkten Effekte 6-OHDA auf primäre Astrozytenzellkulturen aus Ratten hat, werden weitere in vitro Studien an Ratten in unserer Arbeitsgruppe durchgeführt. Denn die genauen Mechanismen, wie reife Astrozyten zu einer De-Differenzierung oder zu einem Wechsel ihrer Zelllinie erweckt werden können sind bisher unbekannt.