Dokument: Generation and investigation of a faithful model for familial Alzheimer’s disease with presenilin mutations

Titel:	Generation and investigation of a faithful model for familial Alzheimer’s disease with presenilin mutations
Weiterer Titel:	Entwicklung eines Zellkulturmodells für familiäre Formen der Alzheimer Erkrankung
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=40462
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20161121-094517-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kurth, Vanessa [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 33,96 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 21.11.2016 / geändert 21.11.2016
Beitragende:	Prof. Dr. Weggen, Sascha [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Urlacher, Vlada B. [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Presenilin-1 (PSEN1) is an important protein in the development of Alzheimer’s disease (AD). As the catalytic subunit of the gamma-secretase complex, it is involved in the production of pathogenic Abeta peptides. Heterozygous mutations in the PSEN1 gene, which are autosomal-dominantly inherited in familiar AD (FAD), have been shown to influence the Abeta production and to induce an early disease onset. Until now, investigations on the function of PSEN1 mutations have been predominantly performed in overexpression mode systems, which do not reflect the heterozygous and endogenous expression of wt and mutant PSEN1 in FAD patients. Observations from these experiments have led to varying and partially contradicting hypotheses on the general function of PSEN1 mutations. The objective of this doctoral thesis was to establish a stem cell based, isogenic FAD PSEN1 model system for an investigation of the molecular function of heterozygous PSEN1 mutations, including the suggested hypotheses. The dRMCE technique was used to perform heterozygous knock-ins of PSEN1 mutations into the conditional allele of a commercially available, murine embryonic stem cell line by targeted recombination. Each single cell clone of the 26 generated, embryonic stem cell lines was screened for successful recombination by specific PCR analysis. The average efficiency of the dRMCE technique was 48 %. Heterozygous transcription and translation of wt and mutant PSEN1 was confirmed by mRNA and protein levels. A differentiation of the embryonic FAD PSEN1 stem cell lines into neural stem cells was performed for functional investigations. Here, the stem cell status was confirmed by the expression of stem cell markers and the successful differentiation into neurons, astrocytes and oligodendrocytes. Observations from co-IP experiments and the investigation of Abeta profiles in the FAD PSEN1 stem cell lines demonstrated that PSEN1 mutations do not have a dominant-negative effect. The isogenic FAD PSEN1 model system, which has been established in this doctoral thesis, should be used for further investigations on the clarification of the general function of FAD PSEN1 mutations, since no other model system with a comparably high number of different FAD PSEN1 mutations is available. Presenilin-1 (PSEN1) ist ein wichtiger Faktor in der Entstehung von Alzheimer, da es als katalytische Untereinheit des gamma-Sekretase Komplexes maßgeblich an der Produktion von pathogenen Abeta Peptiden beteiligt ist. Heterozygote Mutation im PSEN1 Gen, die in der familiären Form von Alzheimer (FAD) autosomal-dominant vererbt werden, haben einen Einfluss auf die Abeta Produktion und führen zu einem frühen Krankheitsbeginn. Bisherige Untersuchungen zur Funktion von PSEN1 Mutationen wurden überwiegend in Überexpressions-Model-Systemen durchgeführt, die der heterozygoten und endogenen Expression von wt und mutiertem PSEN1 in FAD PSEN1 Patienten widersprechen. Aus den Beobachtungen wurden verschiedene und teilweise widersprüchliche Hypothesen über die generelle Funktion von PSEN1 Mutationen erstellt. Das Ziel dieser Doktorarbeit war die Etablierung eines Stammzell-basierten, isogenen FAD PSEN1 Model Systems, zur Untersuchung der molekularen Funktion von heterozygoten PSEN1 Mutationen, einschließlich der vorgeschlagenen Hypothesen. Unter Anwendung der dRMCE Technik wurden mittels zielgerichteter Rekombination heterozygote PSEN1 Mutationen in das konditionelle PSEN1 Allel einer kommerziell erhältlichen, embryonalen Stammzell-Linie aus der Maus eingefügt. Die erfolgreiche Integration der PSEN1 Mutationen wurde in einzelnen Zellklonen für jede der 26 generierten, embryonalen PSEN1 Stammzell-Linien mit einem speziell entwickelten, PCR-basierten Verfahren validiert. Die gemittelte Effizienz der dRMCE Technik betrug 48 %. Eine heterozygote Transkription und Translation des wt und mutierten PSEN1 Allels wurde auf mRNA- und Protein-Ebene bestätigt. Die embryonalen FAD PSEN1 Stammzell-Linien wurden für die funktionellen Untersuchungen der Mutation in neurale Stammzellen differenziert und deren Stammzellstatus über die Expression von spezifischen Stammzell-Markern und der erfolgreichen Differenzierung in Neurone, Astrozyten und Oligodendrozyten bestätigt. Ergebnisse aus co-IP Experimenten und aus Untersuchungen der Abeta Profile in den FAD PSEN1 Stammzell-Linien haben gezeigt, dass PSEN1 Mutationen keine trans dominant-negativen Effekte haben. Das im Rahmen dieser Doktorarbeit etablierte, isogene FAD PSEN1 Model System sollte für zukünftige Untersuchungen zur Aufklärung der allgemeinen Funktion von FAD PSEN1 Mutationen eingesetzt werden, da bisher kein vergleichbares Model System mit einer ähnlich hohen Anzahl an FAD PSEN1 Mutation zur Verfügung steht.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Neuropathologie
Dokument erstellt am:	21.11.2016
Dateien geändert am:	21.11.2016
Promotionsantrag am:	22.08.2016
Datum der Promotion:	10.11.2016