Charakterisierung von BCAS1-positiven Oligodendrozyten während der menschlichen Gehirnentwicklung
Characterization of BCAS1-positive oligodendrocytes during human brain development
by Linda Böckhaus née Vogel
Date of Examination:2024-02-08
Date of issue:2024-02-05
Advisor:Prof. Dr. Christine Stadelmann-Nessler
Referee:Prof. Dr. Christine Stadelmann-Nessler
Referee:Prof. Dr. Jutta Gärtner
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10333
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Abstract
English
This work investigated the comparison between different stages of pre- and early postnatal development of oligodendrocytes in the white matter of the central nervous system. The main focus was to aim at BCAS1+ oligodendrocytes which are both premyelinating and active myelin-forming oligodendrocytes. The main hypothesis was that NG2+ cells differentiate into BCAS1+ cells, then leading to formation of myelin. In addition, the investigation included whether these cells then show a decreasing expression of BCAS1 but an increase in TPPP/p25 expression. Therefore, different regions of the medulla, cerebellum and cerebrum were included in order to compare prototypical areas of the CNS in early (medulla) and later (frontal white matter) myelination. This was achieved by analyzing simultaneous markings on the same samples. In this work, the immunohistochemistry markers PDGFRα and NG2 were used to identify oligodendrocyte progenitor cells while BCAS1 was stained for premyelinating oligodendrocytes and TPPP/p25 recognized adult oligodendrocytes, respectively. In the 11th week of pregnancy, a significant amount of BCAS1+ oligodendrocytes and TPPP/p25+ oligodendrocytes were found in the medulla. However, the cerebrum showed a rather less density of BCAS1+ oligodendrocytes. Around time of birth, there was a high density of TPPP/p25+ oligodendrocytes but few BCAS1+ cells in the medulla while the cerebrum exhibited a high density of BCAS1+ oligodendrocytes and few TPPP/p25+ cells. Concluding, the reasonable hypothesis is that BCAS1+ oligodendrocytes are a subtype of the already existing population of oligodendrocytes. This subtype is an indicator for premyelinating and myelin-forming oligodendrocytes, respectively, subsequently differentiating into mature oligodendrocytes.
Keywords: oligodendrocyte; bcas1; TPPP/p25; myelin; multiple sclerosis; brain development; oligodendrocyte precursor cells; mature oligodendrocytes; white matter; premyelinating oligodendrocytes
German
In der vorliegenden Dissertation wurden Oligodendrozyten in der weißen Substanz des zentralen Nervensystems in verschiedenen Stadien der menschlichen prä- und frühen postnatalen Entwicklung in verschiedenen ZNS-Regionen miteinander verglichen. Der Fokus lag dabei auf BCAS1+ Oligodendrozyten, welche prämyelinisierende beziehungsweise aktiv myelinisierende Oligodendrozyten sind. Es wurde die Hypothese untersucht, dass NG2+ Zellen zu BCAS1+ Zellen differenzieren, welche daraufhin Myelin bilden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Expression von BCAS1 anschließend wieder abnimmt und diese Zellen nachfolgend TPPP/p25 exprimieren. Hierfür wurden Bereiche des menschlichen Rückenmark, des Klein- und des Großhirns eingeschlossen, um prototypische ZNS-Areale mit sehr früher (Rückenmark) und später (frontales Marklager) Myelinisierung zu vergleichen. Dies wurde anhand von Doppelmarkierungen ausgewertet, die auf demselben Präparat angefertigt wurden. Die in dieser Dissertation für die Oligodendrozytenvorläuferzellen benutzten immunhistochemischen Marker waren PDGFRα und NG2, für prämyelinisierende Oligodendrozyten BCAS1 und für adulte Oligodendrozyten TPPP/p25. Während im Rückenmark um die elfte Schwangerschaftswoche bereits viele BCAS1+ Oligodendrozyten und TPPP/p25 Oligodendrozyten nachgewiesen werden konnten, sind zeitgleich im Großhirn lediglich eine geringe Dichte an BCAS1+ Oligodendrozyten vorhanden. Um den Zeitpunkt der Geburt lässt sich im Rückenmark eine hohe Dichte an TPPP/p25+ Oligodendrozyten, jedoch keine BCAS1+ Zellen, während sich im Großhirn eine hohe Dichte an BCAS1+ Zellen und wenige TPPP/p25+ Zellen nachweisen lassen. Hieraus lässt sich die Hypothese ableiten, dass es sich bei BCAS1+ Oligodendrozyten um einen Subtyp der bisherigen Oligodendrozytenpopulation handelt. Sie dienen als Nachweis prämyelinisierender und aktiv myelinisierender Oligodendrozyten, welche sich zu adulten Oligodendrozyten differenzieren.
Schlagwörter: Oligodendrozyten; BCAS1; TPPP/p25; Myelin; Multiple Sklerose; Gehirnentwicklung; Oligodendrozytenvorläuferzellen; Adulte Oligodendrozyten; Prämyelinisierende Oligodendrozyten; Weiße Substanz
