Charakterisierung eines transgenen Mausmodells mit spezifischer zytosolischer Expression des optischen Redox-Indikators roGFP1 in Neuronen

Abstract

Veränderungen im zellulären Oxidationszustand durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind in biochemischen Signalwegen, aber auch an der Entstehung von neurodegenerativen und anderen neuropathologischen Krankheiten beteiligt. Genetisch kodierte Redoxfarbstoffe haben sich in jüngerer Zeit als deutlich überlegen gegenüber der herkömmlichen Redox-Bildgebung gezeigt, um auch dynamische und quantitative Messungen des Redox-Status in komplexeren und adulten Organismen durchführen zu können. In dieser Arbeit wurde ein neues transgenes Mausmodell mit zytosolischer Expression des optischen Redox-Indikator roGFP1 in Neuronen unter der Kontrolle des Thy1-Promotors (C57BL/6-TG(Thy1.2-roGFP1c)) eingehend charakterisiert. Die transgenen Tiere zeigen einen mit verschiedenen Verhaltenstest und der Überprüfung verschiedener relevanter physiologischer Parameter sichergestellten gesunden Phänotyp. Bei an akuten Hirnschnitten und formalinfixierten Proben durchgeführten Messungen mit 2-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie und herkömmlicher Fluoreszenzmikoskopie konnte eine kräftige Expression von roGFP1 vor allem in der CA1-Region, aber auch cortikal sowie im Hirnstamm gefunden werden. Durch Gegenfärbung mit fluoreszenmarkierten anti-NeuN-Antikörpern wurde eine extraneuronale Expression im Gehirn ausgeschlossen. Die Baseline der roGFP1-Antwort und Veränderungen im Oxidationszustand durch Inkubation von akuten Hirnschnitten mit Oxidations- und Reduktionsmitteln und unter Anoxie wurden dynamisch in Echtzeit mittels Fluoreszenzmikroskopie im Hippokampus und Neocortex bestimmt. Daraus kann geschlossen werden, dass das untersuchte C57BL/6-TG(Thy1.2-roGFP1c) Mausmodell funktionelle Redox-Indikatoren in ausreichendem Maße in großen Teilen des Gehirns exprimiert. Die Verfügbarkeit dieser Mäuse sollte sich als wichtig für das tiefergehende Verständnis der Rolle reaktiver Sauerstoffspezies und damit einhergehender Veränderungen des Redox-Status sowohl in der physiologischen Kontrolle der Zellfunktion als auch in neuropathologischen Prozessen erweisen.