Dan-Achim Ehninger : Zelluläre Neogenese im adulten murinen cerebralen Cortex

Aus der Klinik für Neurologie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin und dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, Berlin-Buch

Dissertation

Zelluläre Neogenese im adulten murinen cerebralen Cortex

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von
Dan-Achim Ehninger
aus Stuttgart Bad Cannstatt

Dekan: Prof. Dr. med. Dr. h. c. R. Felix

Gutachter:
1. PD Dr. med. Gerd Kempermann
2. Prof. Dr. med. Jürgen Winkler
3. Prof. Dr. med. Thomas Deller

Datum der Promotion:22.09.2003

Tina, meinen Eltern und Geschwistern gewidmet

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
- 1.1 Zellneubildung im adulten ZNS
- 1.2 Cerebraler Cortex
- 1.3 Bedingungen einer reizreichen Lebensumgebung (Enriched Environment)
- 1.4 Körperliche Aktivität
- 1.5 Problemstellung und experimenteller Aufbau
2 Material und Methoden
- 2.1 Versuchstiere
- 2.2 Versuchsaufbau und –bedingungen
  - 2.2.1 Allgemeine Tierhaltungsbedingungen
  - 2.2.2 Experimentelles Design
  - 2.2.3 Bedingungen einer reizreichen Lebensumwelt (ENR)
  - 2.2.4 Standardlaborbedingungen (CTR)
  - 2.2.5 Bedingungen körperlicher Aktivität (RUN)
  - 2.2.6 BrdU
    - 2.2.6.1 Allgemeines
    - 2.2.6.2 Dosierung
    - 2.2.6.3 Applikation
- 2.3 Gewebepräparation
  - 2.3.1 Narkose
  - 2.3.2 Perfusion
  - 2.3.3 Extraktion des Gehirns
  - 2.3.4 Postfixation, Sucrose
  - 2.3.5 Anfertigung von Schnittserien der Gehirne
  - 2.3.6 Lagerung der Hirnschnitte
- 2.4 Immunhistochemie
  - 2.4.1 Vorbehandlung
  - 2.4.2 Immunhistochemie
  - 2.4.3 Antikörper
    - 2.4.3.1 Primärantikörper
    - 2.4.3.2 Sekundärantikörper
- 2.5 Quantifizierung BrdU+ Zellen
- 2.6 Phänotypisierung BrdU+ Zellen
  - 2.6.1 Quantitative Phänotypisierung
  - 2.6.2 Qualitative Phänotypisierung
- 2.7 Statistik
- 2.8 Methodenkritik
  - 2.8.1 Präparations- und Abgrenzungsprobleme
  - 2.8.2 BrdU als Proliferationsmarker
  - 2.8.3 Phänotypisierung
3 Ergebnisse
- 3.1 Räumliche Verteilung BrdU-inkorporierender Zellen im cerebralen Cortex (Experiment 1)
  - 3.1.1 Unterschiedliche Dichte BrdU-positiver Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Schicht
  - 3.1.2 Die Dichte BrdU-positiver Zellen variierte nur geringfügig in Abhängigkeit von der kortikalen Region
    - 3.1.2.1 Dichte BrdU+ Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Region 1 Tag nach BrdU
    - 3.1.2.2 Dichte BrdU+ Zellen in Abhängigkeit von der kortikalen Region 4 Wochen nach BrdU
    - 3.1.2.3 Veränderung der Dichte BrdU+ Zellen zwischen 1 Tag nach BrdU und 4 Wochen nach BrdU
    - 3.1.2.4 Zusammenfassung
- 3.2 Einfluß von körperlicher Aktivität (RUN) und reizreicher Umwelt (ENR) auf BrdU inkorporierende kortikale Zellen
  - 3.2.1 Beinflußt körperliche Aktivität BrdU-inkorporierende kortikale Zellen?
    - 3.2.1.1 Abhängigkeit der Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen 1 Tag nach BrdU von körperlicher Aktivität
      - 3.2.1.1.1 Frontaler Cortex
      - 3.2.1.1.2 Cingulärer Cortex
      - 3.2.1.1.3 Motorischer Cortex
      - 3.2.1.1.4 Visueller Cortex
    - 3.2.1.2 Abhängigkeit der Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen 4 Wochen nach BrdU von körperlicher Aktivität
      - 3.2.1.2.1 Cingulärer Cortex
      - 3.2.1.2.2 Motorischer Cortex
      - 3.2.1.2.3 Visueller Cortex
    - 3.2.1.3 Die Anzahl der BrdU+ Zellen im Gyrus dentatus hippocampi unter körperlicher Aktivität 1 Tag nach BrdU bzw. 4 Wochen nach BrdU
    - 3.2.1.4 Zusammenfassung
  - 3.2.2 Beeinflußt eine reizreiche Umwelt (ENR) BrdU-inkorporierende kortikale Zellen?
    - 3.2.2.1 Die Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen unter ENR 1 Tag nach BrdU
      - 3.2.2.1.1 Frontaler Cortex
      - 3.2.2.1.2 Cingulärer Cortex
      - 3.2.2.1.3 Visueller Cortex
      - 3.2.2.1.4 Somatosensorischer Cortex
    - 3.2.2.2 Die Anzahl und Dichte kortikaler BrdU+ Zellen unter ENR 4 Wochen nach BrdU
      - 3.2.2.2.1 Frontaler Cortex
      - 3.2.2.2.2 Cingulärer Cortex
      - 3.2.2.2.3 Motorischer Cortex
      - 3.2.2.2.4 Somatosensorischer Cortex
      - 3.2.2.2.5 Visueller Cortex
    - 3.2.2.3 Anzahl BrdU+ Zellen im Gyrus dentatus hippocampi unter ENR 1 Tag p.i bzw. 4 Wochen nach BrdU
    - 3.2.2.4 Zusammenfassung
- 3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse
  - 3.3.1 Welche Zellen werden im adulten murinen cerebralen Cortex neu gebildet?
  - 3.3.2 Beeinflußt körperliche Aktivität (RUN) kortikale zelluläre Neogenese?
  - 3.3.3 Beeinflußt das Leben in einer reizreichen Umwelt (ENR) kortikale zelluläre Neogenese?
4 Diskussion
- 4.1 Adult kortikal proliferierende Zellen
  - 4.1.1 Adulte kortikale Gliogenese
  - 4.1.2 Adulte kortikale Neurogenese
- 4.2 Veränderungen kortikaler Zellneubildung unter freiwilliger körperlicher Aktivität
- 4.3 Veränderungen kortikaler Zellneubildung unter den Bedingungen reizreicher Lebensumgebung
5 Zusammenfassung
Abkürzungsverzeichnis
Literaturverzeichnis
Danksagung
Erklärung an Eides Statt

Tabellen

Bilder

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