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dc.contributor.advisor Heinrich, Ralf Prof. Dr. de
dc.contributor.author Gocht, Daniela de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:52:59Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:35Z de
dc.date.issued 2010-02-08 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD91-4 de
dc.description.abstract Die vorliegende Doktorarbeit liefert erste Hinweise für das Vorhandensein eines Erythropoietin/Erythropoietinrezeptor (EPO/EPOR) Signalsystems im Nervensystem von Invertebraten (Kapitel 2) und weist einen neuroprotektiven und neuroregenerativen Effekt von humanen EPO auf neuronale Zellen von Insekten in vivo (Kapitel 3) und in vitro (Kapitel 4) nach, die bisher nur im Nervensystem von Wirbeltieren beschrieben wurde. Da auch Gliazellen im EPO/EPOR Signalsystem von Vertebraten eine wichtige Rolle spielen, jedoch nur wenig über diesen Zelltyp bei Insekten bekannt ist, wurde zuvor die Verteilung von Gliazellen und das Glia/Neuronen-Verhältnis in Gehirnen von Locusta migratoria bestimmt. Des Weiteren wurden das Überleben, die Morphologie und mögliche Funktionen von Glia in Primärkulturen aus Heuschreckengehirnen untersucht (Kapitel 1). Kapitel 1: Das Verhältnis von Gliazellen zu Neuronen beträgt sowohl in intakten Gehirnen von L. migratoria (4. Nymphenstadium) als auch in frischen Primärkulturen der Gehirne 1:2. Mit zunehmender Dauer der Kultivierung vermindert sich der Anteil der Gliazellen innerhalb der ersten 5-6 Tage. Gliazellen behalten in vitro ihre Mobilität und die Fähigkeit, andere Zellen zu phagozytieren. Des Weiteren wurde eine Unterscheidung zwischen lebenden/gesunden und toten Zellen auf Grundlage von DAPI-Kernfärbungen etabliert. Weitere Analysen zeigten, dass sich tote Zellen vom Boden der Kulturschale ablösen und bei nachfolgenden Analysen nicht mehr erfasst werden. Dies könnte zu Fehlinterpretationen von Studien führen, die das Überleben von Zellen unter bestimmten Kulturbedingungen untersuchen. Kapitel 2: Mit Hilfe von Antikörpern, die gegen humanes EPO und den murinen EPOR entwickelt wurden, konnten sowohl Zellkörper als auch Neuriten in den zentralen Nervensystemen von Anneliden ( Hirudo medicinalis ), Crustacean (Procambarus spec.) und Insekten (Drosophila melanogaster, Locusta migratoria) gefärbt werden. Western Blot Analysen von Invertebratennervengewebe zeigten Proteinbanden mit ähnlicher Größe, wie sie für die entsprechenden Proteine von Vertebraten beschrieben wurden. Kapitel 3: Quetschung des peripheren Nervs N5 bei Chorthippus biguttulus induziert die Expression von iaEPOR in zentralen Bereichen des Metathorakalganglions. Die Gabe von rekombinantem, humanen EPO verbessert die axonale Regeneration der auditorischen Rezeptorfasern und führt zu einer schnelleren funktionellen Regeneration der akustischen Orientierung. Kapitel 4: Die Gabe von humanem, rekombinanten EPO fördert das Überleben von primärkultivierten Hirnneuronen von L. migratoria und Drosophila BG2 Zellen und schützt die Zellen vor hypoxischer Schädigung. Die Dosis-Wirkungskurve des protektiven Effekts von humanem EPO entspricht einer Optimumskurve. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass EPO das Neuritenwachstum kultivierter Hirnneurone von L. migratoria fördert. Beide Effekte wurden zuvor für Wirbeltierneurone nachgewiesen. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ de
dc.title Expression and function of erythropoietin and its receptor in invertebrate nervous systems de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Vorkommen und Funktion von Erythropoietin und dessen Rezeptor im Nervensystem von Invertebraten de
dc.contributor.referee Heinrich, Ralf Prof. Dr. de
dc.date.examination 2009-10-29 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng This doctoral study provided substantial evidences for the presence of the EPO/EPOR signalling system in the CNS of invertebrates from different phyla (chapter 2) and demonstrated neuroprotective and neuroregenerative functions of EPO on neuronal cells of insects both in vivo (chapter 3) and in vitro (chapter 4). Since glia is a major player in mammalian central nervous EPO/EPOR signalling and relatively little information about insect glia is available, the glia distribution and glia-to-neuron ratio were determined in locust brains. Furthermore, glial cell survival, morphology and functions were studied in primary cell cultures from locust brains (chapter 1). Chapter 1: In central brains of fourth nymphal stage of L. migratoria the glia-to-neuron ratio was determined to be 1:2 both in situ and in dissociated primary cell cultures. Further analysis of primary cultured locust brain cells revealed a progressive reduction of glial cells within the first 5-6 days of cultivation. Analysis of primary cell cultures provided evidence for mobility and phagocytotic activity of glial cells. Furthermore, DAPI nuclear staining was established as a reliable marker to distinguish living from dead or dying cultured cells and indicated that dead cells detach from the substrate and vanish from the analysis. Chapter 2: Antibodies raised against mammalian EPO and EPOR provided reproducible patterns of distinctly labelled cell bodies and neurites in the CNS of annelids (Hirudo medicinalis), crustaceans (Procambarus spec.) and insects (Drosophila melanogaster, Locusta migratoria). Furthermore, Western blot analysis indicated that the antigenic proteins detected in invertebrate nervous tissues had molecular sizes that were similar to those detected in mouse brain tissues and matched the range of sizes reported for mammalian EPO and EPOR proteins. Chapter 3: Peripheral nerve crush injury of the leg nerve N5 of the grasshopper Chorthippus biguttulus caused increased iaEPOR immunoreactivity in central neuropil regions of the metathoracic ganglion, whereas iaEPO expression remained unchanged. Application of recombinant human EPO accelerated axonal regeneration of crushed auditory receptor fibres leading to a faster and more complete functional regeneration of acoustic orientation. Chapter 4: The application of recombinant human EPO increased cell vitality of primary cultured locust brain cells and cultured Drosophila BG2 cells. EPO reduced hypoxia-induced cell death in cultures of locust brain neurons and the Drosophila derived neuronal cell line. Dose-dependency of this beneficial effect followed a typical optimum curve. In addition, EPO promoted the elongation of regenerating neurites without contributing to the initiation of neurite formation by cultured dissociated neuronal cell bodies. Although EPO was initially described as the main regulator of vertebrate erythropoiesis, the results of my doctoral studies indicate that a ligand/receptor system similar to the vertebrate EPO/EPOR signalling system is expressed in the nervous systems of invertebrates. As in the mammalian nervous systems, the invertebrate analogue of EPO/EPOR signalling (i) promotes neuronal survival in hypoxic conditions and following mechanical damage and (ii) supports neuroregeneration and the reestablishment of previous functions. A function in the nervous system of invertebrates suggests that the EPO/EPOR signalling system was already present before vertebrates emerged in evolution and that a protective role against invading pathogens and other harmful stimuli might have been its original function. de
dc.contributor.coReferee Ehrenreich, Hannelore Prof. Dr. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger EPO de
dc.subject.ger EPO Rezeptor de
dc.subject.ger Invertebraten de
dc.subject.ger Neuroprotektion de
dc.subject.ger Neuroregeneration de
dc.subject.eng EPO de
dc.subject.eng EPO receptor de
dc.subject.eng invertebrates de
dc.subject.eng neuroprotectio de
dc.subject.eng neuroregeneration de
dc.subject.bk 42.15 Zellbiologie de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2376-3 de
dc.identifier.purl webdoc-2376 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WHF 900 Zelltod de
dc.subject.gokfull Apoptose de
dc.identifier.ppn 621468126 de

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