Dokument: Expression und Funktion des Nogo-Rezeptors in der Cochlea der Maus
| Titel: | Expression und Funktion des Nogo-Rezeptors in der Cochlea der Maus | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=57631 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20211011-085048-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schulz, Katharina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Jörg Schipper [Gutachter] PD. Dr. med. Cornelius, Jan Fredercik [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Das regenerative Neuritenwachstum des peripheren Nervensystems (PNS) nach einer axonalen Schädigung wird maßgeblich durch die Ausschüttung von Wachs- tumsfaktoren durch die nicht-myelinisierenden Schwannzellen gesteuert. Ein Me- chanismus, welcher sich im zentralen Nervensystem (ZNS) bisher nicht wiederfin- den lässt. Vor einigen Jahren konnte gezeigt werden, dass ein Wachstumsinhibitor mit der Bezeichnung Nogo-A und sein entsprechender Rezeptor einen wichtigen Bestandteil dieser ausbleibenden Regeneration darstellen. Nogo-A beinhaltet un- ter anderem ein 66-Aminosäuren-Segment, welches mit dem Nogo-Rezeptor (NgR) interagiert und diesen inhibiert (Nogo-66). Außer mit Nogo selbst agiert der Re- zeptor unter anderem mit dem Myelin-assoziierten Glycoprotein (MAG) und dem oligodendrozytären myelinen Glycoprotein (OMgp). Die Aktivierung des Rezeptors durch diese Liganden bewirkt die Inhibition des Neuritenwachstums. Konsekutiv hat die Blockade des Rezeptors ein verstärktes Neuritenwachstum zur Folge.
In der vorliegenden Arbeit soll die Expression des Nogo-Rezeptors sowie seiner Liganden im Innenohr der Maus untersucht werden und außerdem deren Interak- tion in organotypischen Spiralganglienneuronenkulturen (SGN) evaluiert werden. Die Expression des NgR wurde zunächst in Cryoschnitten der Mäusecochlea wäh- rend der Hörentwicklung im postnatalen Alter von 2 bis 22 Tagen sowie von 4 Monaten nachgewiesen. Weiterhin wurden SGN-Kulturen aus der Cochlea von 4-8 Tage alten Mäusen angefertigt, welche zum einen mit MAG als Aktivator und zum anderen mit Nogo-66(1-40) als Inhibitor des NgR kultiviert wurden. Anschließend wurde das Neuritenlängenwachstum und das Schwannzellwachstum bestimmt. Die Expression des NgR zeigte sich in jeder untersuchten Altersstufe der Mäuse im Innenohr, hier primär im Spiralganglion in den darin befindlichen Neuronen. Au- ßerhalb des Spiralganglions zeigte sich eine deutliche Expression des NgR in den inneren Stützzellen des Cortiorgans. MAG zeigte sich vor allem in den Neuronen des Spiralganglions, den Axonen und den Böttcherzellen. In der SGN-Kultur konnte unter Blockade des NgR durch Nogo-66(1-40) ein signifikant verstärktes Längen- wachstum der Neuriten im Vergleich zur Kontrollreihe und außerdem eine erhöh- te Anzahl an Schwannzellen festgestellt werden. Die Rezeptoraktivierung durch MAG zeigte hingegen eine signifikante Längenreduktion der Neuriten in Verbin- dung mit einer verminderten Anzahl von Schwannzellen. Die Untersuchungen brachten eine mit dem Mechanismus des NgR im ZNS ver- gleichbare Funktionsweise hervor, welche einer Neuritenregeneration nach einer Schädigung entgegensteht. Dies ist insofern beachtenswert, als dass die Spiral- ganglionneurone als erstes Neuron der Hörbahn in der Cochlea Teil des PNS sind, der größte Anteil des Hörnervs jedoch Teil des ZNS ist. Die Funktion des NgR und seiner Liganden im Innenohr könnte folglich eine wich- tige Rolle bei der Regeneration nach einer Ertaubung spielen und stellt somit einen potenziell neuen, kausalen Therapieansatz der Nervenrehabilitation für die Zu- kunft dar. Da die Studien bezüglich des NgR im Bereich des Rückenmarks schon deutlich fortgeschrittener sind, bleibt zu klären, in wie weit diese Ergebnisse auf das Innenohr übertragen werden können.The neuronal regeneration in the peripheral nervous system (PNS) after axonal injuries depends mostly on the non-myelinating Schwann cells with their dumping of growth factors. The central nervous system (CNS) doesn’t have the potential to operate like that. The last decades showed that an inhibitory growth factor, named Nogo-A and its receptor are important parts of the absence regeneration. Nogo-A consists of a 66-amino acid segment which inhibits and interacts with the receptor (NgR). Beside Nogo-66 there are two more ligands of the NgR, namely myelin as- sociated glycoprotein (MAG) and oligodendrocyte myelin glycoprotein (OMgp). By activating the NgR the complex induces a growth cone collapse. Consequently, the blockage of the receptor or its interacting partners supports neurite outgrowth and enhances regeneration after CNS injuries. In our study, we demonstrate the expression of NgR and its ligands in cryosections of the mouse cochlea from P2 to P22 and 4 months old mice. Furthermore, we showed the interaction of Nogo-A and the receptor in cultured spiral ganglion neu- rons (SGN). Additionally, we cultured spiral ganglion neurons of newborn mice (P4-8) and analyzed the growth behavior by activation (via MAG) and blockage of the NgR (via Nogo-66(1-40)). We elaborated the neurite outgrowth and the behav- ior of the Schwann cells. The expression of the NgR was present during hearing development mainly in the spiral ganglion neuron soma. Especially the inner pillar cells in the organ of corti showed a strong expression of the receptor. Similarly, MAG was present in the neuron soma, the axons and the cells of Boettcher. After blocking of the NgR (via Nogo-66(1-40)) the SGN showed a significant increased neurite outgrowth and an increased number of Schwann cells compared to the ref- erences. In contrast, after the activation (via MAG) the SGN reduced the length of the neurites notably and decreased the number of Schwann cells. The study showed, that the mechanism of the Nogo-System in the CNS is compara- ble to the mode of operation in the PNS and is opposed to the neurite regeneration after injuries. This is notable because the spiral ganglion neuron somas are the first neurons in the auditory pathway of the cochlea and belong to the PNS. In con- trast to the bigger part of the auditory nerve which belongs to the CNS. The behavior of NgR and its interaction partners in the inner ear could play a ma- jor role in the field of regeneration and outspreading neurites after the loss of hearing. For example, in the range of sensorineural hearing loss and furthermore proclaiming as a new possible causal therapy. Because of the advanced studies re- lating to the function and the expression of the NgR in the spinal cord, it is neces- sary to clarify whether these results can be transferred to the inner ear. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.10.2021 | |||||||
| Dateien geändert am: | 11.10.2021 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 25.03.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.09.2021 |
