Biologische Eigenschaften von circRNA_015350/006696 in Neuronen und Astrozyten unter hypoxischen Bedingungen

Biological properties of circRNA_015350/006696 in neurons and astrocytes under hypoxic conditions

by Ahmed Mohsen née Abdelrahman
Doctoral thesis
Date of Examination:2024-12-06
Date of issue:2024-11-29
Advisor:Prof. Dr. Thorsten Roland Döppner
Referee:Prof. Dr. Thorsten Roland Döppner
Referee:Dr. André Fisher
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10894

 

 

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Abstract

English

CircRNAs are a group of non-coding RNAs that have only recently been discovered. Many of the biological functions of circRNAs are not yet fully understood. It is currently assumed that circRNAs can act as miRNA sponges, RNA-binding protein (RBP) sponges, transcriptional regulators or translation templates, among other things. In addition, circRNAs have been detected in all types of cells and are involved in many physiological and pathophysiological processes. It can therefore be assumed that circRNAs are also involved in ischaemic stroke. Suresh L. Mehta and his colleagues discovered that expression patterns of circRNAs in the brain of mice changed significantly after transient focal ischaemia and identified six promising circRNA candidates. The circRNAs circ_008018, circ_015350 and circ_016128 are upregulated in this context, while circ_011137, circ_001729 and circ_006696 are downregulated. However, the expression levels of these circRNAs in certain cell types have not yet been investigated, nor has the interaction between certain cell types in terms of circRNA expression. In the present work, the expression levels of two of these circRNAs in neurons and astrocytes were investigated, namely circ_015350 and circ_006696. Under hypoxic conditions, the expression levels of the circRNAs in the different cell types changed differently: circ_015350 was upregulated, whereas circ_006696 was downregulated. It can therefore be assumed that circ_015350 and circ_006696 could potentially play an important role in the resistance to hypoxic noxious agents for these cell types. In view of the ‘sponge function’ of such circRNAs, an interaction with selected miRNAs was postulated in the further course of this work. After analysing the ‘miRDB’ database, FISH experiments were able to confirm a co-localisation of circ_015350 with miR-27b-3p and miR-27a-3p and of circ_006696 with miR-145-5P. The results presented here therefore support the hypothesis that circ_015350 and circ_006696 could be promising candidates for future therapeutic approaches for ischaemic stroke.
Keywords: circ_015350; circ_006696

German

Die circRNAs sind eine Gruppe der nicht-kodierenden RNAs, die erst vor kurzem entdeckt wurde. Viele der biologischen Funktionen von circRNAs sind noch nicht vollständig bekannt. Derzeit wird angenommen, dass circRNAs unter anderem als miRNA-Schwamm, RNA-binding protein (RBP)-Schwamm, Transkriptionsregulatoren oder als Translationsvorlagen fungieren können. Zudem wurden circRNAs in allen Arten von Zellen nachgewiesen und sind an vielen physiologischen und pathophysiologischen Prozessen beteiligt. Man kann daher vermuten, dass circRNAs auch am ischämischen Schlaganfall beteiligt sind. Suresh L. Mehta und seine Kollegen entdeckten, dass sich Expressionsmuster von circRNAs im Gehirn von Mäusen nach einer transienten fokalen Ischämie signifikant veränderten und identifizierten sechs vielversprechende circRNA-Kandidaten. Die circRNAs circ_008018, circ_015350 und circ_016128 werden in diesem Kontext hochreguliert, während circ_011137, circ_001729 und circ_006696 herunterreguliert werden. Die Expressionsniveaus dieser circRNAs in bestimmten Zelltypen sind jedoch bislang noch nicht untersucht worden, insbesondere auch nicht die Interaktion zwischen bestimmten Zelltypen in Bezug auf die circRNA-Expression. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die Expressionsniveaus von zweien dieser circRNAs in Neuronen und Astrozyten untersucht, nämlich circ_015350 und circ_006696. Unter hypoxischen Bedingungen veränderten sich die Expressionsniveaus der circRNAs in den verschiedenen Zelltypen unterschiedlich: circ-15350 wurde hochregruliert, wohingegen circ_006696 herunterreguliert wurde. Es ist daher anzunehmen, dass circ_015350 und circ_006696 möglicherweise eine wichtige Rolle im Rahmen der Resistenz gegenüber hypoxischen Noxen für diese Zelltypen sein könnten. Vor dem Hintergrund der „Schwammfunktion“ von solchen circRNAs wurde im weiteren Verlauf dieser Arbeit eine Interaktion mit ausgewählten miRNAs postuliert. Nach Analyse der Datenbank „miRDB“ konnten FISH-Experimente eine Co-Lokalisation von circ_015350 mit miR-27b-3p und miR-27a-3p bzw. von circ_006696 mit miR-145-5P bestätigen. Die hier vorliegenden Ergebnisse unterstützen daher die Hypothese, dass circ_015350 bzw. circ_006696 vielversprechende Kandidaten für zukünftige Therapieansätze beim ischämischen Schlaganfall sein könnten.