Zusammenfassung
Neurale Vorläuferzellen, welche sich lebenslang erneuern, existieren in
der Subventrikularzone des zentralen Nervensystem von erwachsenen
Nagern und Primaten. Aus diese Zellen entstehen Neurone, welche zum
Bulbus olfactorius migrieren und dort als Interneurone integrieren.
Durch Proliferation in vitro gehen aus diesen Vorläuferzellen rundliche
Zellaggregate, sogenannte Neurosphären hervor, welche sich aus
teilenden Vorläufern und differenzierenden Zellen zusam-mensetzen.
Neurosphären sind ein Modellsystem für in vitro Studien zur adulten
Neurogenese. Murine neurale Vorläuferzellen wurden kultiviert und in
Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten differenziert. Da die
Proliferation der Vorläuferzellen sowie deren Differen-zierung und
Migration auf molekularer Ebene weitgehend unverstanden sind, wurden
dynamische Genexpressionsveränderungen während der in
vitro-Differenzierung von Neuro-sphärenzellen mit cDNA-Microarrays
untersucht. Um Gene zu identifizieren, welche für den Übergang von
Vorläuferzellen in differentierte Zellen wichtig sind, wurden
proliferierende Zellen mit Zellen 24, 48 oder 96 Stunden nach Induktion
der Differenzierung verglichen. Somit konnte für jeden der fast 14.000
Klone auf dem Microarray ein Zeitverlauf der
Genexpressions-veränderungen während der ersten vier Tage der
Differenzierung ermittelt werden. Eine Cluster-analyse identifizierte
Gruppen von Genen mit vergleichbarem Beginn und Verlauf der
Genex-pressionsänderungen während des Experiments. Durch
Literaturstudien und Proteinstruktur-analysen ihrer Produkte wurden
diese Gene anhand ihrer Funktion oder zellulären Lokalisation in zehn
Kategorien sortiert. Auf diese Weise wurden viele neue und interessante
Kandidatengene gefunden, welche möglicherweise zur adulten Neurogenese
beitragen. Die differentielle Expression einiger Gene wurde mittels
semi-quantitativer RT-PCR bestätigt. Eine zelltypspezifische Expression
ausgewählter Gene konnte durch Detektion der kodierten Proteine gezeigt
werden. Mittels Immunhistofluoreszenzexperimenten wurden diese Proteine
in der Subventrikularzone adulter Mäuse nachgewiesen. Die Expression
einiger sehr interessanter Kandidatengene sowie deren potentielle
Funktion in den Vorläuferzellen und während der Migration und
Differenzierung der neuen Neurone wurden diskutiert. Die adulten
murinen Vorläuferzellen der Subventrikularzone stammen vermutlich von
embryonalen radialen Gliazellen ab und die vorliegenden Resultate der
Microarray-Analysen und der Immunfluores-zenzexperimente stützen diese
Theorie.
Unter den differentiell exprimierten Genen fanden sich Ptpns1 und Cd47.
Deren Produkte fungieren bei der zellulären Erkennung, Aggregation und
Migration als Zell-Zell-Kommunika-tionssystem. Erste Experimente zur
funktionellen Charakterisierung von PTPNS1 und CD47 während der
Neuroblastenmigration wurden durchgeführt und diskutiert. |