Dokument: Die Veränderung der Expression von Genen der neuronalen Plastizität unter dem Einfluss von Haloperidol und Clozapin in unterschiedlichen Regionen des männlichen Rattenhirns
| Titel: | Die Veränderung der Expression von Genen der neuronalen Plastizität unter dem Einfluss von Haloperidol und Clozapin in unterschiedlichen Regionen des männlichen Rattenhirns | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46848 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20180828-102356-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Manthey, Fabian [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. von Wilmsdorff, Martina [Gutachter] PD Dr. Neuen-Jacob, Eva [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Schizophrenie ist eine schwere, meist chronisch verlaufende psychische Erkrankung. Sie geht mit strukturellen Veränderungen des Gehirns, wie auch mit Veränderungen des Transmitterhaushaltes einher. Hiervon sind unter anderem die Transmitterstoffe Dopamin, Glutamat und Serotonin betroffen, welche in Abhängigkeit von der betrachteten Hirnregion vermehrt oder aber vermindert ausgeschüttet werden. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, inwieweit Haloperidol und Clozapin die Expression von Genen verändern, die für Proteine codieren, die direkt in die synaptische Transmission involviert sind (SNAP-25, STX1a, SYT-6, SYP, VAMP-2), die Bestandteile der extrazellulären Matrix sind (COLA4A, LAMC-3) und die an dem Prozess der synaptischen Plastizität beteiligt sind (DCTN-6, BDNF, STX12). Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, mögliche Unterschiede im Expressionsverhalten der Gene unter dem Einfluss von Antipsychotika in verschiedenen Hirnregionen (PRL, CG, CPU, DG, CA1 und CA3) zu detektieren. Hierfür wurden männlichen Sprague Dawley Ratten drei Monate entweder Clozapin oder Haloperidol ins Futter gemischt, um eine orale und damit für die Versuchstiere möglichst stressfreie Aufnahme der Medikamente zu ermöglichen. Nach 12-wöchiger Behandlung erfolgte die Entnahme der Gehirne, die Anfertigung von Schnittserien und das Ausstanzen oben genannter Hirnareale. Daraufhin wurde eine Analyse der Genexpression mittels zweier unterschiedlicher Verfahren, der quantitativen Real Time PCR und dem auf der Luminex Technologie basierenden QuantiGene Plex Assay durchgeführt. Dies führt zu dem dritten Ziel dieser Arbeit, einem Vergleich dieser beiden Nachweismethoden. Zuallererst lässt sich festhalten, dass Haloperidol insgesamt einen stärkeren Effekt auf das Expressionsverhalten der untersuchten Gene hat als Clozapin. Letzteres führte ausschließlich zu einer statistisch signifikanten Herabregulation von SNAP-25 (qRT-PCR-Down-CG) und STX1a (Luminex-Down-CPU). Haloperidol hingegen führte zu einer statistisch signifikanten Herabregulation von SNAP-25 (Down-CA3) und einer Heraufregulation von STX1a (Up-CA1) jeweils in der qRT-PCR. Im Luminex Verfahren zeigte sich unter Haloperidol eine Herabregulation von VAMP-2 (Down-PRL und Down-DG) und eine Heraufregulation der Gene STX1a (Up-CA1) und STX12 (Up-CA1). Diese Ergebnisse deuten auf einen unterschiedlichen Wirkungsmechanismus beider Antipsychotika und eventuell auf einen Wirkungsunterschied zwischen atypischen und typischen Antipsychotika hin. Des Weiteren haben beide Antipsychotika keinen Effekt auf die Gene, die für Proteine der extrazellulären Matrix codieren (COLA4A, LAMC-3). Beide Antipsychotika haben nach dreimonatiger Applikation nur einen geringen Effekt auf solche Gene, die für Proteine codieren, die an der neuronalen Plastizität beteiligt sind. Nur DCTN-6 zeigt sich in der qRT-PCR unter Clozapin (Up-CA1) und unter Haloperidol (Down-CA3) marginal signifikant verändert. Das wichtigste Gen in diesem Zusammenhang, BDNF, ist in keiner untersuchten Hirnregion statistisch signifikant verändert. Besonders Haloperidol führt zu Veränderungen des Expressionsverhaltens von Genen, die direkt an der synaptischen Übertragung beteiligt sind (SNAP-25, STX1a, VAMP-2). Generell ist ein Muster in der Richtung der Expressionsveränderung jedoch nicht zu erkennen. Vielmehr zeigen sich hier in Abhängigkeit der untersuchten Hirnregion unterschiedliche Ergebnisse. Im Rahmen einer Schizophrenie ist der Transmitterstoffwechsel in Abhängigkeit der Hirnregion unterschiedlich gestört und jede Hirnregion in spezifischer Weise pathologisch verändert. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen den Schluss zu, dass Antipsychotika, insbesondere Haloperidol, die synaptische Übertragung hirnregionspezifisch beeinflussen. So wirkt Haloperidol mit einem starken Effekt im Hippocampus. Der Vergleich von qRT-PCR und LuminexVerfahren deutet darauf hin, dass letzteres Verfahren für den mRNA-Nachweis der hier untersuchen Gene ungeeignet scheint. Nur in einer Hirnregion für ein Gen entsprachen sich die Regulationstendenzen der beiden Verfahren (STX1a up in CA1). Vor diesem Hintergrund sind natürlich die Ergebnisse des Luminex Verfahrens zunächst kritisch zu sehen. Zum jetzigen Zeitpunkt ist diese Arbeit jedoch die erste, welche das QuantiGene Plex Assay zum Gennachweis bei eingefrorenen Rattenhirnproben verwendet hat, so dass weitere Studien folgen müssten um die erzielten Ergebnisse zu verifizieren.Schizophrenia is a server, mostly chronic mental disorder. It is associated with structural changes in the brain, as well as changes in the transmitter system. These include the transmitter substances dopamine, glutamate and serotonin, which are increased or decreased depending on the considered brain region. The aim of this study was to investigate to what extent haloperidol and clozapine alter the expression of genes coding for proteins, which are directly involved in synaptic transmission (SNAP-25, STX1a, SYT-6, SYP, VAMP-2), which are components of the extracellular matrix (COLA4A, LAMC-3) and which are involved in the process of synaptic plasticity (DCTN-6, BDNF, STX12). Another aim of this study was to detect possible differences in the expression behavior of these genes under the influence of antipsychotics in different brain regions (PRL, CG, CPU, DG, CA1 and CA3). For this purpose, male Sprague Dawley rats were given either clozapine or haloperidol in the feed for three months in order to allow an oral and therefore as stress-free as possible admission of the drugs to the animals. After 12 weeks of treatment, the brains were removed, slices of 60 µm thickness were cut on a cryostat and the above-mentioned brain areas were excised by sterile biopsy punches with plunger with 1.0 or 1.5 mm diameter from the right hemispheres according to the brain atlas of Paxinos and Watson (1999). Subsequently, an analysis of gene expression using two different methods, the quantitative Real Time PCR and the Luminex based QuantiGene Plex Assay was performed. This leads to the third aim of this study, a comparison of these two detection methods. First of all, haloperidol has an overall stronger effect on the expression behavior of the genes studied than clozapine. The latter resulted exclusively in a statistically significant down-regulation of SNAP-25 (qRT-PCR-Down-CG) and STX1a (Luminex-Down-CPU). Haloperidol, on the other hand, led to a statistically significant down-regulation of SNAP-25 (Down-CA3) and up-regulation of STX1a (Up-CA1) in qRT-PCR. In the Luminex procedure, haloperidol was shown to downregulate VAMP-2 (Down-PRL and Down-DG) and up-regulated the genes STX1a (Up-CA1) and STX12 (Up-CA1). These results suggest a different mechanism of action of both antipsychotics and possibly an effect difference between atypical and typical antipsychotics. Furthermore, both antipsychotics have no effect on the genes encoding extracellular matrix proteins (COLA4A, LAMC-3). Both antipsychotics have little effect on those genes encoding proteins involved in neuronal plasticity. Only DCTN-6 is marginally altered in the qRT-PCR under clozapine (Up-CA1) and under haloperidol (Down-CA3). The most important gene in this context, BDNF, is not statistically significantly altered in any examined brain region. Haloperidol in particular leads to changes in the expression behavior of genes directly involved in synaptic transmission (SNAP-25, STX1a, VAMP-2). In general, a pattern in the direction of the expression change can not be recognized. Rather, different results are found here depending on the examined brain region. In schizophrenia, the transmitter metabolism is differently disturbed depending on the brain region and each brain region is pathologically altered in a specific manner. The results of this study lead to the conclusion that antipsychotics, in particular haloperidol, influence the synaptic transmission specifically for each brain region. Haloperidol has a strong effect in the hippocampus. The comparison of qRT-PCR and Luminex method indicates that the latter method seems to be unsuitable for mRNA detection of the genes examined here. Only in one brain region for one gene did the regulatory tendencies of the two methods (STX1a up in CA1) correspond. Against this backdrop the results of the Luminex method are initially critical. At present, however, this study is the first to use the QuantiGene Plex Assay for the detection of frozen rat brain specimens, so further studies would be needed to verify the results obtained. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.08.2018 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.08.2018 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 23.03.2017 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.08.2018 |
