Phänotypische und molekulare Analyse einer Maus mit Insertionsmutation und axonaler Reorganisation im Hippocampus

Abstract

In dieser Arbeit wurde ein neues epileptisches Maus-Modell generiert und analysiert, das im adulten Hippocampus ab einem Alter von 6 Monaten massives aberrantes Moosfaser-Wachstum zeigt. Die Mutation dieses Maus-Modells besteht aus einer intronischen Insertion transgener DNA (TC) in das Phospholipase C-beta 1 -Gen der Maus (PLC-ß1TC-/- -Mutation), die zu einer vollständig penetranten Spleiß-Mutation und zu einem kompletten Verlust von PLC-ß1-Expression führt. PLC-ß1TC-/- -Mäuse zeigen ab einem Alter von 6 Monaten eine auffällige epileptiforme Hyperexzitabilität, Verhaltensauffälligkeiten im Radial-Labyrinth- und im "Offenen Feld" -Experiment, eine männliche Infertilität und eine Störung des weiblichen Brutpflegeverhaltens, sowie juvenil eine Wachstumsretardierung und eine erhöhte postnatale Mortalität. Morphologisch entwickeln PLC-ß1TC-/- -Mutanten einen spezifischen Verlust funktioneller NMDA-Rezeptoren im Stratum oriens der hippocampalen Region CA1, zeigen aberrantes Moos- und Calretinin- Faser-Wachstum, neuronalen Zelltod (Apoptose), und eine Reduktion hippocampaler PKC-Aktivität. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Ausprägung des phänotypischen Verhaltens in adulten PLC-ß1TC-/--Mäusen zeitlich mit der Entwicklung der aberranten Moosfaser-Projektionen korreliert, und dass axonales Wachstum und reaktive Synaptogenese eine funktionale Rolle bei der Epileptogenese spielen. Kim und Mitarbeiter (1997) konnten durch die Analyse Ihres homolog rekombinierten PLC-ß1-/- -Maus Modells zwar bereits zeigen, dass PLC-ß1 im murinen Hippocampus und im cerebralen Cortex die Transduktion cholinerger Signale über die Zytoplasmamembran vermittelt, aber der adulte Phänotyp der PLC-ß1TC-/- -Mäuse wurde bisher noch nicht beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wird postuliert, dass die Zerstörung der PLC-ß1-vermittelten Signal-Transduktion zu einer funktionalen cholinergen Denervierung des murinen Hippocampus führt, und so die axonale Remodellierung des adulten Hippocampus und die epileptiforme Hyperexzitabilität induziert.