Dokument: Effekte HE-relevanter Faktoren auf die Morphologie und das Volumen der Zellkerne und das Zytoskelett kultivierter Rattenastrozyten
| Titel: | Effekte HE-relevanter Faktoren auf die Morphologie und das Volumen der Zellkerne und das Zytoskelett kultivierter Rattenastrozyten | |||||||
| Weiterer Titel: | Effects of HE-precipitating factors on nuclear volume and morphology and cytoskeleteon in cultured rat astrocytes | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=52431 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200303-141903-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kubo, Susanne [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Häussinger, Dieter [Gutachter] Prof. Dr. Reichert, Andreas [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Hepatische Enzephalopathie, Astrozyten, Zellkernvolumen, Zytoskelett | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die hepatische Enzephalopathie (HE) ist ein komplexes neuropsychiatrisches Syndrom mit kognitiven und motorischen Störungen als Folge von akutem oder chronischem Leberversagen. Durch die mangelnde Entgiftungsleistung der Leber kommt es zur Akkumulation ZNS-toxischer Substanzen, wie insbesondere Ammoniak, das zu einer Astrozytenschwellung mit Ausbildung eines geringgradigen Hirnödems führt. Infektionen und Sedativa können als präzipitierende Faktoren Episoden der HE auslösen. Neuere Arbeiten zeigen, dass Ammoniak, TNFα und Diazepam nicht nur zu einer astrozytären Zellschwellung führen, sondern kurzfristig - innerhalb von 20 Minuten - auch eine Kernvolumenzunahme in kultivierten Rattenastrozyten induzieren können. Des Weiteren ist bekannt, dass Ammoniak zu Expressionsänderungen von astrozytären Intermediär- und Aktinfilamenten führt, die über den sog. LINC-Komplex (linker of nucleosceleton and cytosceleton), bestehend aus Nesprinen und Sun-Proteinen, mechanisch an den Zellkern gekoppelt sind. Durch diese physikalische Verbindung gehen Expressionsänderungen von Aktin- und Intermediärfilamenten mit morphologischen Zellkernveränderungen einher.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirkung von Ammoniak, TNFα und Diazepam auf Volumen und Morphologie der Zellkerne kultivierter Rattenastrozyten im Langzeitverlauf bis 168 Stunden zu untersuchen. Zusätzlich wurden die Effekte von Ammoniak, Diazepam und TNFα auf F-Aktin und glial fibrillary acidic protein (GFAP) untersucht. Des Weiteren wurden mögliche Wirkungen von Ammoniak auf Nesprin-2 analysiert, über welches F-Aktin an den Zellkern gekoppelt ist. Kultivierte Rattenastrozyten wurden mit den genannten HE-auslösenden Substanzen bis zu 168 Stunden inkubiert. Anschließend wurden mittels Immunfluoreszenz die Zellkerne, GFAP, F-Aktin und/oder Nesprin-2 angefärbt. Zur Untersuchung von Volumen- und Morphologieänderungen der Zellkerne wurde eine spezielle Volumenmikroskopiertechnik (VivaTomeTM Mikroskopie) verwendet. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass eine Langzeitexposition mit Ammoniak in kultivierten Rattenastrozyten zu einer Abnahme des Zellkernvolumens führt und die Morphologie der Zellkerne verändert. Die Langzeitexposition mit Diazepam und TNFα führt nur zu geringen und transienten Veränderungen von Zellkernvolumen und -Morphologie. Die durch Ammoniak induzierten Effekte auf die Astrozytenzellkerne gehen einher mit einer verminderten Expression von GFAP und F-Aktin, sowie einer verstärkten zytoplasmatischen Lokalisation von Nesprin-2. Ähnliche Effekte werden durch Inkubation mit Methylammoniumchlorid beobachtet, was vermuten lässt, dass die Ammoniak-induzierten Effekte durch pH-Wertverschiebungen vermittelt werden. Die Ammoniak-induzierten Veränderungen der astrozytären Zellkerne könnten für die in der HE beschriebenen Genexpressionsänderungen und der sich im Verlauf entwickelnden Astrozytenfunktionsstörung mitverantwortlich sein und über diese sekundär eine neuronale Funktionseinschränkung bedingen, aus der die Symptome der HE resultieren könnten.Hepatic encephalopathy (HE) is a neuropsychiatric syndrome with cognitive and motor disturbances due to acute or chronic liver disease. Impaired liver function elevates systemic levels of CNS-toxic substances such as ammonia which causes astrocyte swelling and low-grade cerebral oedema. HE exacerbations can be triggered by infections or sedatives. Recent studies show that ammonia, TNFα and diazepam not only lead to an astrocyte swelling, but also induce a short-term nuclear swelling within 20 minutes in cultured rat astrocytes. Furthermore, it is known that ammonia leads to expression changes of astrocytic intermediate and actin filaments which are mechanically coupled to the cell nucleus via LINC complex (linker of nucleosceleton and cytosceleton) consisting of nesprins and Sun proteins. Through this mechanical connection, expression changes of actin and intermediate filaments are associated with changes in nuclear morphology. The aim of the present study was to investigate the effects of ammonia, TNFα and diazepam on nuclear volume and morphology in cultured rat astrocytes following long-term exposure to ammonia up to 168 hours. In addition, effects of ammonia, diazepam and TNFα on F-actin and glial fibrillary acidic protein (GFAP) were investigated. Furthermore, possible effects of ammonia on nesprin-2, which connects F-actin mechanically to the cell nucleus, were analyzed. Cultured rat astrocytes were incubated with the above-mentioned HE-precipitating factors up to 168 hours. Subsequently, the nuclei, GFAP, F-actin and / or nesprin-2 were stained by immunofluorescence. To study volume and morphology changes of cell nuclei, a special volume microscopy technique (VivaTomeTM microscopy) was used. Our results show that long-term exposure to ammonia in cultured rat astrocytes leads to a decrease in nuclear volume and changes nuclear morphology. Long-term exposure to diazepam and TNFα results in only minor and transient changes in nuclear volume and morphology. Ammonia-induced effects on cell nuclei in cultured astrocytes are associated with a reduced expression of GFAP and F-actin, as well as an increased cytoplasmic localization of nesprin-2. Similar effects are observed by incubation with methylammonium chloride, suggesting that the ammonia-induced effects are mediated by pH shifts. Ammonia-induced changes in astrocytic cell nuclei could be responsible for gene expression changes described in HE and following astrocytic dysfunction. Astrocytic dysfunction secondarily could cause a restricted neuronal function which might lead to symptoms of HE. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 03.03.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 03.03.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 05.08.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 19.02.2020 |
