Aus dem Institut für Anatomie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

DISSERTATION

Filipin-Darstellung des
Cholesterins der
Tangle-tragenden Neurone in Gehirnen
von Patienten mit Alzheimer- und
Niemann-Pick-Typ C-Krankheit


Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)
vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

vorgelegt bei:
von

Roland Distl

aus Kandel

Dekan: [Seite 2↓]Dekan: Prof. Dr. med. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. Prof. Dr. med. Thomas G. Ohm
2. Prof. Dr. med. Klaus Harzer
3. Prof. Dr. med. Andreas von Deimling

Datum der Promotion: 15. September 2003


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Teile der vorliegenden Dissertation wurden auf Postern präsentiert auf:


dem FENS (Forum of European Neuroscience)-Meeting Juni 2000 in Brighton/Großbritannien (Nr. 187.01),


der 17. Arbeitstagung der Anatomischen Gesellschaft September 2000 in Würzburg (Nr. 36) und


dem 30th Annual Meeting der Society for Neuroscience November 2000 in New Orleans/Louisiana (Nr. 577.11),



und in folgenden Artikeln publiziert:


Distl, Roland; Meske, Volker; Ohm, Thomas G. (2001): Tangle-bearing neurons contain more free cholesterol than adjacent tangle-free neurons, Acta Neuropathol. 101: 547-554,


Distl, Roland; Treiber-Held, Stephanie; Albert, Frank; Meske, Volker; Harzer, Klaus; Ohm, Thomas G. (2003): Cholesterol storage and tau pathology in the brain in Niemann-Pick type C disease, J. Pathol. 200: 104-111,


Treiber-Held, Stephanie; Distl, Roland; Meske, Volker; Albert, Frank; Ohm, Thomas G. (2003): Spatial and temporal distribution of intracellular free cholesterol in brains of Niemann-Pick type C mouse model showing hyperphosphorylated tau protein. Implications for Alzheimer’s disease, J. Pathol. 200: 95-103.

Abstract


M. Niemann-Pick Typ C (NPC) ist eine juvenile Demenz mit intrazellulärer Anreicherung von freiem Cholesterin, M. Alzheimer (AD) eine senile Demenz, die mit einem Polymorphismus im Gen des Cholesterintransportproteins Apolipoprotein E (ApoE) assoziiert ist. Bei beiden Erkrankungen treten im Gehirn zahlreiche neurofibrilläre Tangles (NFT), bestehend aus Protein Tau, auf. Es sollte mit einer für freies Cholesterin spezifischen Filipin-Färbung herausgefunden werden, ob sich bei beiden Erkrankungen der Cholesteringehalt Tangle-tragender Neurone von dem Tangle-freier unterscheidet. Zur Verfügung standen diverse Teile aus dem Zentralen Nervensystem von 5 NPC- und Gyri temporales superficiales von 9 AD-Fällen. In Material von 3 NPC-Fällen und 1 AD-Fall fanden sich intraneuronale, mit Tangles assoziierte Cholesterinakkumulationen. In 3 AD-Fällen fanden sich außerdem Cholesterinakkumulationen in Assoziation mit Senilen Plaques. Der Cholesteringehalt Tangle-tragender Neurone war in 6 Regionen der NPC-Fälle und in 3 AD-Fällen erhöht. Für alle Neuronenpaare der AD-Fälle insgesamt ergab sich ein erhöhter Cholesteringehalt des Tangle-tragenden Neurons. Cholesterinspeicherung im NPC-Hirn könnte über oxidativen Stress oder eine Veränderung der cholesterinabhängigen Signaltransduktion zur Tangle-Bildung führen. Argumente für die Unterstützung der Tangle-Bildung durch Cholesterin über oxidativen Stress und veränderte Signaltransduktion in AD werden angeführt. Diese Untersuchung erlaubt, neue Hypothesen zu gemeinsamen Mechanismen der Tangle-Entstehung in AD und NPC zu formulieren.

Eigene Schlagworte: Niemann-Pick Typ C, Alzheimer, neurofibrilläre Tangles, Cholesterin, Filipin

Abstract


Niemann-Pick type C disease (NPC) is a juvenile dementia with intracellular accumulation of free cholesterol, whereas Alzheimer’s disease (AD) is a senile dementia associated with a gene polymorphism of a cholesterol transport protein, apolipoprotein E (apoE). In both conditions, there are abundant neurofibrillary tangles (NFT) in brain, consisting of protein tau. This study addresses the issue whether cholesterol content of tangle-bearing neurons is the same compared to tangle-free neurons, in both diseases. For this purpose, staining with the free cholesterol-specific fluorochrome filipin was used. Several CNS tissue specimen of 5 NPC cases and superior temporal gyri of 9 AD cases were available. In 3 NPC cases and 1 AD case, intraneuronal cholesterol accumulations were found associated with neurofibrillary tangles. Furthermore, cholesterol accumulations were found associated with senile plaques in 3 AD cases. Cholesterol content of tangle-bearing neurons was increased in 6 regions of the NPC cases and in 3 AD cases. For all neurons analysed in AD, the tangle-bearing neuron showed more cholesterol than the adjacent tangle-free neuron. Cholesterol storage in NPC brain could lead to neurofibrillary degeneration by enhancing oxidative stress or by alterating cholesterol-dependent signal transduction. Cholesterol accumulation in AD neurons could lead to neurofibrillary degeneration by the same mechanisms. This study allows the creation of new hypotheses concerning common mechanisms of neurofibrillary degeneration in both Niemann-Pick type C and Alzheimer’s diseases.

Eigene Schlagworte: Niemann-Pick type C, Alzheimer’s, neurofibrillary tangles, cholesterol, filipin

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

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19.11.2003