Witting, Anke: Erkennung apoptotischer Neurone durch Mikrogliazellen in vitro

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Kapitel 2. Zielstellung

Der apoptotische Zelltod spielt im zentralen Nervensystem während der Entwicklung und unter pathologischen Bedingungen eine entscheidende Rolle ( Oppenheim, 1997 ; Nicotera und Lipton, 1999 ). Mikrogliazellen stellen die professionellen Phagozyten im ZNS dar und sind maßgeblich an der Entfernung von apoptotischen Zellen aus dem Gewebe beteiligt. Durch die rasche und effiziente Entfernung der apoptotischen Zellen aus dem Gewebe wird ein inflammatorischer Prozess vermieden ( Savill 1997 ). Ein inflammatorischer Prozess hat immer den Zelltod von nicht geschädigten Zellen im Gewebe zur Folge ( Leist und Nicotera, 1998 ). Gerade im ZNS kann ein neuronaler und/oder glialer Zellverlust aufgrund einer eingeschränkten Regenerationsfähigkeit des Gewebes dramatische Folgen haben ( Bahr und Bonhoeffer, 1994 ). Eine erfolgreiche Phagozytose von apoptotischen Zellen durch Mikrogliazellen ist daher zur Vermeidung eines inflammatorischen Prozesses notwendig. Die Mechanismen, die die Aufnahme von apoptotischen Neuronen durch Mikrogliazellen ermöglichen, sind jedoch bisher nicht charakterisiert worden.

Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der Erkennungsmechanismen zwischen apoptotischen Zellen des Nervensystems und Mikrogliazellen. Zur Bearbeitung dieser Thematik war die Etablierung einer neuronalen Kultur notwendig, in der ein apoptotischer Zelltod ausgelöst werden konnte. Dazu wurden Körnerzellen des Kleinhirns verwendet, in denen mit Hilfe von Stickstoffmonoxid (NO) eine Apoptose ausgelöst wurde. Die Charakterisierung des durch NO ausgelösten Zelltods in den Körnerzellen des Kleinhirns erfolgte anhand morphologischer und biochemischer Merkmale. Um die Mechanismen zu untersuchen, die zur Erkennung und Phagozytose von apoptotischen Neuronen durch Mikrogliazellen führen, wurde ein Interaktionsmodell zwischen apoptotischen Kleinhirnneuronen und kultivierten Mikroglia entwickelt. In diesem Interaktionsmodell wurden Inhibitoren, die im peripheren Immunsystem bei der Erkennung apoptotischer Zellen durch Makrophagen eine Rolle spielen, auf ihre Wirkung auf die Erkennung von apoptotischen Neuronen durch Mikrogliazellen hin untersucht.

Aus den durchgeführten Versuchen wurde ersichtlich, daß ein Phosphatidylserinrezeptor (PS-Rezeptor) auf Mikrogliazellen an der Erkennung und Aufnahme apoptotischer Neurone beteiligt ist. Aus diesem Grund wurden die Bindung von PS durch den PS-Rezeptor auf der Mikrogliazelle und die Verknüpfung des PS-Rezeptors mit möglichen intrazellulären Signalkaskaden untersucht. Für diese Untersuchungen wurden Lipidvesikel,


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die mit Phosphatidylserin angereichert waren (PS-LUVs) als Modell für apoptotische Zellen, die PS auf der Zelloberfläche präsentieren, verwendet. Mit Hilfe der PS-LUVs wurde die zeitabhängige und konzentrationsabhängige Bindung von PS an den PS-Rezeptor, die Expression des PS-Rezeptors durch unterschiedlich aktivierte Mikrogliazellen in vitro und die Verknüpfung des PS-Rezeptors mit Signaltransduktionskaskaden, die beispielsweise zu einem Kalziumsignal in der Mikrogliazelle führen untersucht. Des weiteren wurde untersucht, ob eine Bindung von PS-LUVs an putativen Rezeptoren zu einer Ausschüttung von Zytokinen oder Chemokinen durch die Mikrogliazelle führt.
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Fri Jan 26 13:08:51 2001