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Überleben und Differenzierung TAT-Bcl-xL-transduzierter transplantierter neuraler Vorläuferzellen nach zerebraler Ischämie der Maus

dc.contributor.advisorBähr, Mathias Prof. Dr.de
dc.contributor.authorEl Aanbouri, Mimountde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:52:53Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:35Zde
dc.date.issued2010-01-06de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD87-Bde
dc.description.abstractDie endogene Neurogenese persistiert auch im adulten Gehirn. Nach Induktion einer zerebralen Ischämie kommt es im Nagerhirn zur Stimulierung dieser endogenen Neurogenese und neurale Vorläuferzellen (NPC) migrieren aus der Subventrikulärzone der Seitenventrikel in das ischämische Areal, tragen jedoch nicht entscheidend zur post-ischämischen Neuroprotektion oder -regeneration bei. Daher könnte die lokale Applikation exogener, adulter NPC in das ischämische Läsionsareal eine geeignete Therapiestrategie sein. Da jedoch die Mehrzahl dieser Zellen innerhalb weniger Wochen nach Transplantation in den (apoptotischen) Zelltod mündet, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit kultivierte NPC in vitro mit dem membranpermeablen und anti-apoptotischen Fusionsprotein TAT-Bcl-xL transduziert. Ziel dieser Dissertationsarbeit war die Untersuchung von Überleben, Migration und Differenzierung transplantierter, transduzierter GFP+-NPC im Vergleich zu unbehandelten/nativen NPC nach Induktion einer transienten fokalen zerebralen Ischämie der Maus (Fadenokklusionsmodell) in einem Zeitraum von bis zu 28 Tagen nach Transplantation (Tag 7 nach Ischämie). In einem zweiten Schritt wurden neuroprotektive Effekte (einschließlich Untersuchungen zum funktionellen Outcome ) sowie Effekte auf die endogene Neurogenese nach stereotaktischer Transplantation von transduzierten/nativen NPC im Vergleich zu PBS-Kontrollgruppen analysiert. Es zeigte sich zunächst unter in vitro Bedingungen, dass die Transduktion von NPC mit TAT-Bcl-xL nach Hypoxie-Hypoglykämie zu einer signifikant reduzierten Zellschädigung führte. Ebenso konnte nachgewiesen werden, dass transduzierte GFP+-NPC eine signifikant höhere Überlebensrate nach Transplantation haben als unbehandelte NPC; zu allen untersuchten Zeitpunkten (Tag 7, 14 und 28 nach Transplantation) war die Anzahl GFP+-NPC in der Behandlungsgruppe signifikant höher. Während die Transduktion von NPC mit TAT-Bcl-xL keinen Einfluss auf deren relative Proliferationsaktivität hatte (Anzahl an BrdU+ Zellen), exprimierten transduzierte NPC signifikant vermehrt den immaturen neuronalen Marker Doublecortin (Dcx). Dieser Effekt ließ sich jedoch eher als Folge der TAT-Bcl-xL vermittelten Neuroprotektion auf NPC denn einer stimulierten neuronalen Differenzierung von NPC erklären. Eine Expression des neuronalen Markers NeuN konnte jedoch zu keinem analysierten Zeitpunkt nachgewiesen werden. Die Transplantation von NPC (sowohl nativ als auch transduziert) war darüber hinaus mit einer Reduktion der postischämischen Zellschädigung im Vergleich zu PBS-Kontrollgruppen behaftet, wie anhand der verminderten Anzahl TUNEL+ Zellen am Tag 7 bzw. erhöhten neuronalen Dichte am Tag 28 nach Transplantation zu sehen war. Einhergehend mit dieser NPC-vermittelten Neuroprotektion zeigten sich im so genannten Corner Turn bzw. Water Maze Test eine Reduktion des post-ischämischen funktionellen Defizits in der NPC-TAT-Bcl-xL und der NPC-nativ Gruppe, bei letzterer jedoch weniger ausgeprägt. Hingegen hatte die Behandlung mit NPC (transduziert/nativ) keinen nennenswerten Einfluss auf Überleben oder neuronale Differenzierung von post-ischämisch endogen entstandenen NPC. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Behandlung mit TAT-Bcl-xL zu einer signifikant erhöhten Resistenz von NPC nach Hypoxie bzw. Ischämie führt ohne jedoch Proliferation oder Differenzierung dieser Zellen nennenswert zu beeinflussen. Einhergehend damit konnte in der TAT-Bcl-xL Gruppe zu allen untersuchten Zeitpunkten eine signifikant erhöhte Gesamtzahl an Dcx+ Zellen im Vergleich zur nativen NPC bzw. PBS Gruppe beobachtet werden. Hingegen führte die Therapie mit NPC nach zerebraler Ischämie in beiden NPC Gruppen zu einer signifikanten Reduktion der post-ischämischen Zellschädigung und einem verbesserten funktionellen Outcome der Versuchstiere.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleÜberleben und Differenzierung TAT-Bcl-xL-transduzierter transplantierter neuraler Vorläuferzellen nach zerebraler Ischämie der Mausde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedSurvival and Differentiation of TAT-Bcl-xL-transduced transplanted neural progenitor cells after cerebral ischemia in micede
dc.contributor.refereeHeinrich, Ralf Prof. Dr.de
dc.date.examination2009-06-29de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengIncreased endogenous neurogenesis can be observed after cerebral ischemia in mice, but fails to significantly contribute to neural regeneration or integration. Therefore, the local application of exogenous subventricular zone (SVZ)-derived neural progenitor cells (NPC) might be a useful therapeutic tool to ameliorate post-ischemic injury. Since the survival of transplanted NPC is known to be poor, cultivated NPC were in vitro transduced with the membrane-permeable and anti-apoptotic fusion protein TAT-Bcl-xL to achieve a higher survival rate of transplanted NPC after cerebral ischemia. The aim of this study was therefore to i.) analyse survival, migration and differentiation of transplanted NPC (transduced and native) and ii.) to study NPC-mediated effects both on peri-infarkt cell injury and functional outcome and also on endogenous neurogenesis after cerebral ischemia compared to PBS control mice. Focal cerebral ischemia was induced by means of transient occlusion of the left middle cerebral artery (MCAO) in adult male mice. Seven days after MCAO, SVZ-derived GFP+ NPC were stereotactically transplanted into the ischemic striatum. Animals were given BrdU from day 8 (after ischemia) until the end of each experiment for analysis of proliferation. At days 7, 14 and 28 after transplantation animals were sacrificed and brain sections used for immunohistochemical analysis. To study TAT-Bcl-xL mediated effects on cultivated NPC, cells were exposed to an oxygen-glucose-deprivation test (OGD) and cell injury was assessed using a Live/Dead Viability test. Preincubation of cultivated NPC with TAT-Bcl-xL significantly reduced cell injury after OGD in vitro compared to non-transduced (native) cells. In vivo studies revealed that transplanted NPC showed a tendency of migration towards the lesion site and co-expressed the markers Dcx+ (immature neurons), GFAP+ (astroglia) and Nestin+ (neural marker); no co-expression with the neuronal marker NeuN or the oligodendroglial marker CNPase was detected at any time point. However, the total number of transplanted GFP+ cells, which were pre-incubated with TAT-Bcl-xL, was significantly higher at all time-points investigated compared to non-treated NPC. No difference with regard to the relative proliferative activity of transplanted NPC was observed, i.e. the number of BrdU+ cells did not change significantly between the treatment groups. Furthermore, there was no relevant influence on post-ischemic endogenous neurogenesis after transplantation of NPC observable. Transplantation of NPC (native/transduced) also lead to neuroprotection within the peri-infarct area, which was demonstrated by less TUNEL+ cells on day 7 and a higher number of NeuN+ cells on day 28 after transplantation. This neuroprotection was attended by a better functional outcome, i.e. a better test performance in the Corner Turn Test (for sensorimotor deficits) for both animals treated with native and transduced NPC. In addition, animals treated with transduced NPC significantly performed better in a modified Morris Water Maze (test for learning and spatial memory capabilities); after the task switch animals reached the platform significantly faster than animals given native NPC or PBS.de
dc.contributor.coRefereeJahn, Reinhard Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerZerebrale Ischämiede
dc.subject.gerNeurale Vorläuferzellende
dc.subject.gersubventrikuläre Zonede
dc.subject.gerTAT-Bcl-xLde
dc.subject.engcerebral ischemiade
dc.subject.engneural progenitor cellsde
dc.subject.engsubventricular zonede
dc.subject.engTAT-Bcl-xLde
dc.subject.bk42.15de
dc.subject.bk42.63de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2328-6de
dc.identifier.purlwebdoc-2328de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWHM 000: Cytohistochemie, Zyto-und Histochemie {Cytologie}de
dc.subject.gokfullWXG 900: Nervensystem und Sinnesorgane {Zoologie}de
dc.identifier.ppn635735385de


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