Anti-Apoptosis and Regeneration in the Visual System: Effects of BAG1 (Bcl-2-associated athanogene-1)

Abstract

In der folgenden Arbeit wurde Bcl-2-associated athanogene-1 (BAG1) als therapeutisches Molekül bei Läsionen im visuellen System in vivo untersucht. Die Effekte von BAG1 wurden auf zwei in vivo Modelle für Apoptose und Regeneration getestet: Axotomie und Crush des optischen Nervs. BAG1 wurde unter einem neuronspezifischen Promoter mit Adeno-associated virus (AAV) Vektoren in Retinalganglionzellen (RGC) überexprimiert. AAV-mediierte Überexpression von BAG1 steigert deutlich das Überleben von RGCs im Vergleich zu PBS und AAV.EGFP-behandelten Kontrollen. Dieses Ergebnis wurde darauf in BAG1+/- transgenen Mäusen bestätigt. BAG1 Überexpression steigerte auch deutlich die in vivo Regeneration als auch das Wachstum der RGC Neuriten in vitro. Weiterhin erhöhte die Behandlung mit AAV.BAG1 die Anzahl und Länge von regenerierenden Axonen deutlich. In primären RGCs führte BAG1 Überexpression zu einer dreifachen Steigerung in Neuriten Länge und Growth cone Oberfläche. Die molekularen Mechanismen der BAG1-mediierten Regeneration wurden durch weitere in vitro Untersuchungen in zwei verschieden Zelltypen, den primären RGCs und der neuronalen mit BAG1 stabil transfizierten CSM Zelllinie, aufgeklärt. BAG1 führte zu einer Translokation der Proteinkinase Raf-1 von der Zellmembran in das Zytoplasma. Weiterhin wurde eine Verschiebung des Moleküls ROCK2 in die perinukleare Region beobachtet. Letztendlich senkte BAG1 Überexpression die ROCK Aktivität deutlich und in einer Raf-1-abhängigen Weise. Zusammenfassend wurde gezeigt, dass BAG1 auf drei verschiedenen Ebenen eine Rolle in der Regeneration spielt: Inhibition von Läsions-mediierter Apoptose, Steigerung des intrinsischen Regenerationspotential der Zellen sowie Interaktion mit der inhibitorischen ROCK-Signalkaskade. BAG1 ist ein viel versprechender Kandidat für die Entwicklung von therapeutischen Strategien zur Regeneration des zentralen Nervensystems in vivo.