Die Verteilung von VIP-exprimierenden Interneuronen im desorganisierten Kortex der Reeler-Maus

Rüppel, Alina

dc.contributor.advisor	Staiger, Jochen F. Prof. Dr.
dc.contributor.author	Rüppel, Alina
dc.date.accessioned	2022-10-28T13:49:55Z
dc.date.available	2022-10-28T13:49:55Z
dc.date.issued	2022-10-28
dc.identifier.uri	http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/14313
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9508
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc	610	de
dc.title	Die Verteilung von VIP-exprimierenden Interneuronen im desorganisierten Kortex der Reeler-Maus	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	The distribution of VIP-expressing interneurons in the disorganized cortex of the reeler mouse	de
dc.contributor.referee	Staiger, Jochen F. Prof. Dr.
dc.date.examination	2022-11-04	de
dc.description.abstractger	Inhibitorische GABAerge Interneurone sind mit ca. 15–20 % (Staiger et al. 2015b) den exzitatorischen Nervenzellen im Neokortex von Mäusen zahlenmäßig deutlich unterlegen. Lediglich etwa 12–17 % dieser GABAergen Neurone exprimieren das vasoaktive intestinale Polypeptid, kurz VIP, (Rudy et al. 2011; Pfeffer et al. 2013) und kommen mit rund 60 % vorwiegend in der Schicht 2/3 des Barrel-Kortex von WT-Mäusen vor (Prönneke et al. 2015). Bisher ging man davon aus, dass eine Gliederung des Neokortex in sechs Schichten essentiell für dessen Funktionen ist. Die Reeler-Maus weist, trotz fehlender sechsschichtiger Gliederung ihres Neokortex, außer einigen motorischen Defiziten, keine schweren Verhaltensauffälligkeiten auf (Hamburgh 1960; Guy et al. 2017). Um den Grund dafür besser nachvollziehen zu können, und zu verstehen inwieweit GABAerge Interneurone dabei eine Rolle spielen, wurde die Verteilung der VIP-exprimierenden Neurone im Neokortex der Reeler-Maus genauer analysiert. Dafür wurden die kortikalen Regionen primärer motorischer Kortex (M1), Barrel-Kortex (S1BF, als Teil des primären somatosensorischen Kortex) sowie der primäre visuelle Kortex (V1) von VIPcre/RosaTomato/Reeler- Mäusen und zum Vergleich von VIPcre/RosaTomato/WT-Mäusen untersucht. Neben der Verteilung der mit dem fluoreszenten tdTomato-Protein markierten VIP-Zellen wurde eine schichtenunabhängige Charakterisierung mit Hilfe einer Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung für die molekularen Marker: vasoaktives intestinales Polypeptid (Vip), Glutamatdecarboxylase 1 (Gad1), vesikulärer Glutamattransporter 1 (Vglut1) und der Regulator der G-Protein-Signalübertragung 8 (Rgs8) an Hirnschnitten durchgeführt. Die Ergebnisse belegen in allen drei untersuchten kortikalen Arealen (M1, S1BF, V1), durch außerordentlich gute Kolokalisationsraten mit der Vip-Sonde von stets über 98 % im WT und von über 99 % in der Reeler-Maus, dass es sich bei den tdTomato-positiven Zellen um VIP-exprimierende Neurone handelt. Des Weiteren wurde überwiegend eine Kolokalisation der tdTomato-Zellen mit der Gad1-Sonde und niemals eine Überlagerung mit der Vglut1-Sonde beobachtet. Demzufolge stellt die VIPcre/RosaTomato/WT- sowie die VIPcre/RosaTomato/Reeler-Linie ein hochspezifisches und hochsensitives Mausmodell zur Untersuchung von kortikalen inhibitorischen VIP-exprimierenden Interneuronen dar. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass es hinsichtlich der Verteilung der VIP-Zellen in der Wildtyp-Maus zwischen M1, S1BF und V1 keine Unterschiede gibt. In allen primären Arealen kommen die VIP-Zellen mit mehr als 60 % im oberen Drittel des Kortex vor. Dagegen besitzen die VIP-Zellen im desorganisierten Reeler-Kortex keine präferierte Lage und sind nahezu gleichmäßig über die kortikale Dicke von M1, S1BF und V1 verteilt. Ebenso wie für den Wildtyp lassen sich keine Unterschiede hinsichtlich der Verteilung der VIP-Zellen zwischen M1, S1BF und V1 nachweisen. In einem weiteren Teilprojekt untersuchten wir, inwiefern tangential wandernde inhibitorische VIP-Neurone den radial aufsteigenden exzitatorischen Pyramidenzellen der Schicht 2/3 (Rgs8-positiv) in der Endphase ihrer Entwicklung folgen. Dabei scheinen sich die inhibitorischen VIP-Zellen weitestgehend, aber nicht ausschließlich, an exzitatorischen RGS8-Zellen zu orientieren. Denn obwohl die Verteilung der Rgs8-positiven Zellen in V1 der Reeler-Maus eher dem beschriebenen Outside in-Modell ähnelt, kommt es nicht zu einer Invertierung der VIP-Zellen. Nachfolgende Studien in der Reeler-Maus müssen zeigen, welche weiteren Mechanismen der Migration von VIP-Zellen und anderen Subtypen von GABAergen Interneuronen existieren, die letztlich in einem Kortex ohne Schichten die Informationsverarbeitung und wohl auch das dahinterstehende kortikale Netzwerk aufrechterhalten.	de
dc.description.abstracteng	Inhibitory GABAergic interneurons are clearly outnumbered by excitatory neurons in the neocortex of mice, and amount to 15–20 % (Staiger et al. 2015b). Only about 12–17 % of these GABAergic neurons express the vasoactive intestinal polypeptide, or VIP, (Rudy et al. 2011; Pfeffer et al. 2013) and, at about 60 % are found in layer 2/3 of the barrel cortex of WT mice (Prönneke et al. 2015). Until now, it was assumed that a division of the neocortex into six layers was essential for its functions. Despite the lack of a six-layer structure of the neocortex, the Reeler mouse does not exhibit any severe behavioural abnormalities, except for a few motor defects (Hamburgh 1960; Guy et al. 2017). In order to better understand the reasons for this and the extent to which GABAergic interneurons play a role, the distribution of VIP-expressing neurons in the neocortex of the Reeler mouse was analysed in more detail. For this purpose, the cortical regions primary motor cortex (M1), barrel cortex (S1BF, as part of the primary somatosensory cortex) as well as the primary visual cortex (V1) of VIPcre/RosaTomato/Reeler mice and, for comparison, VIPcre/RosaTomato/WT mice were examined. In addition to the distribution of VIP cells labelled with the fluorescent tdTomato protein, a layer-independent characterisation was performed using fluorescence in situ hybridisation for the molecular markers vasoactive intestinal polypeptide (Vip), glutamate decarboxylase 1 (Gad1), vesicular glutamate transporter 1 (Vglut1) and the regulator of G-protein signalling 8 (Rgs8) on brain slices. The results prove that the tdTomato-positive cells are VIP-expressing neurons in all three cortical areas examined (M1, S1BF, V1) through extraordinarily good colocalisation rates with the Vip probe of always more than 98 % in the WT and 99 % in the Reeler mouse. Furthermore, a colocalisation of the tdTomato cells with the Gad1 probe was predominantly observed and never an overlap with the vGlut1 probe. Consequently, the VIPcre/RosaTomato/WT and the VIPcre/RosaTomato/Reeler line represent a highly specific and highly sensitive mouse model for the investigation of cortical inhibitory VIP-expressing interneurons. Furthermore, it was shown that there are no differences in the distribution of VIP cells in the wild-type mouse between M1, S1BF and V1. In all primary areas, more than 60% of the VIP cells are found in the upper third of the cortex thickness. In contrast, the VIP cells in the disorganised Reeler cortex do not have a preferred location and are almost evenly distributed across the cortical thickness of M1, S1BF and V1. Just as for the wild type, no differences in the distribution of VIP cells can be detected between M1, S1BF and V1. In another subproject, we investigated to what extent the initially tangentially migrating inhibitory VIP neurons follow the radially ascending excitatory pyramidal cells of layer 2/3 (Rgs8-positive) in the final phase of their development. In this process, the inhibitory VIP cells appear to be largely, but not exclusively, oriented towards excitatory RGS8 cells. This is because although the distribution of Rgs8-positive cells in V1 of the Reeler mouse more closely resembles the described outside-in model, there is no inversion of VIP cells. Subsequent studies in the Reeler mouse must show what other mechanisms exist for the migration of VIP cells and other subtypes of GABAergic interneurons, which ultimately maintain information processing and probably also the underlying cortical network in a cortex without layers.	de
dc.contributor.coReferee	Hülsmann, Swen Prof. Dr.
dc.subject.ger	VIP-Zellen	de
dc.subject.ger	GABAerge Interneurone	de
dc.subject.ger	inhibitorische Interneurone	de
dc.subject.ger	reeler-Maus	de
dc.subject.ger	Reelin	de
dc.subject.ger	desorganisierter Kortex	de
dc.subject.eng	reeler	de
dc.subject.eng	reeler-mice	de
dc.subject.eng	GABA	de
dc.subject.eng	GABAeric interneurons	de
dc.subject.eng	reelin	de
dc.subject.eng	disorganized cortex	de
dc.subject.eng	VIP	de
dc.subject.eng	VIP cells	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-ediss-14313-5
dc.affiliation.institute	Medizinische Fakultät	de
dc.subject.gokfull	Anatomie / Histologie / Embryologie / Medizinische Anthropologie - Allgemein- und Gesamtdarstellungen (PPN619875208)	de
dc.identifier.ppn	1820328694
dc.creator.birthname	Rüppel	de
dc.notes.confirmationsent	Confirmation sent 2022-10-28T14:15:01	de

Dateien

Name:Alina Rüppel-Doktorarbeit_Verteilung VIP exprimierender Interneurone in reeler_Onlineversion.pdf

Größe:4.123Mb

Format:PDF

Öffnen

Name:: Alina Rüppel-Doktorarbeit_Vert ...
Größe:: 4.123Mb
Format:: PDF

Öffnen

Das Dokument erscheint in:

Human- und Zahnmedizin [2872]

Zur Kurzanzeige