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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-87088
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8708/


Euler, Philipp

Eine Genexpressionsanalyse auf Einzelzellebene bei Purkinjezellen eines transgenen Mausmodells für Morbus Huntington

Gene expression analysis on a single cell level in Purkinje cells of Huntington’s disease transgenic mice

Dokument1.pdf (2.451 KB) (md5sum: 5f1de197359315f1bb4d212076ad14b6)

Kurzfassung in Deutsch

Morbus Huntington (HD) ist eine autosomal-dominante, neurodegenerative Systemerkrankung, die nach chronisch-progredientem Verlauf stets fatal endet. Zu Grunde liegt die pathologische Expansion der für Glutamin codierenden Trinukleotidsequenz CAG im HTT Gen auf Chromosom 4. Die physiologische und pathologische Funktion des zugehörigen Proteins Huntingtin scheint komplex zu sein und ist bislang nicht abschließend geklärt. Alterationen der Genexpression wurden bereits mehrfach nachgewiesen und nehmen wohl eine zentrale Position ein.
In dieser Arbeit wurde das Expressionsmuster der Gene aus laser-dissezierten Purkinjezellen von transgenen R6/2-Mäusen mit Wildtyp-Mäusen verglichen. Die Ergebnisse eines das ganze Mausgenom umfassenden Mikroarray-Screenings unserer Arbeitsgruppe konnten mittels Q PCR validiert werden. Eine Analyse der veränderten Gene erlaubte die Identifikation von potentiell der Neurodegeneration zu Grunde liegenden Signalwegen. Hierbei zeigten sich weitreichende Übereinstimmungen mit Ergebnissen, die in Purkinjezellen von staggerer-Mäusen erhoben worden waren. Das bei der staggerer-Mutation veränderte Gen Rora und das zugehörige Protein RORα nehmen eine zentrale Rolle bei der Entwicklung und dem Überleben von Purkinjezellen ein, indem sie die Expression wichtiger Schlüsselgene der Calcium- und Glutamatsignalwege regulieren.
Erstmals wurden somit bei R6/2 Huntington-transgenen Tieren cerebelläre Geneexpressionsänderungen auf Einzelzellebene gezeigt. Interessanterweise waren entsprechende Expressionsalterationen bereits bei dem Mausmodell SCA1[82Q] einer anderen Polyglutaminerkrankung, der SCA1, beobachtet worden. Zwischen R6/2 und SCA1[82Q] fanden wir darüber hinaus eine weitere Schnittmenge vermindert exprimierter Gene. Davon bewirken viele bei Mutation oder knockout ausgeprägte cerebelläre Phänotypen.
Für den Rezeptor RORα und das Calciumspeicherprotein Calbindin wurde die Herunterregulation auf Proteinebene zusammen mit morphologischen Auffälligkeiten der Purkinjezellen nachgewiesen.
Diese Ergebnisse lassen auf eine gemeinsame pathogenetische Wegstrecke in Purkinjezellen von R6/2, staggerer und SCA1[82Q] schließen.


Kurzfassung in Englisch

Huntington’s disease (HD) is an autosomal-dominant neurodegenerative disorder with inevitable fatal progress. The underlying pathology is an expansion of the trinucleotide repeat sequence CAG in the HTT gene located on chromosome 4. The physiological and pathophysiological function of the respective protein Huntingtin appears to be complex and has not been well understood to date. However, alterations in gene expression have been repeatedly detected and seem to maintain a crucial position.
In this study, the gene expression pattern in laser-dissected cerebellar Purkinje cells of R6/2 mice, transgenic for HTT, and wildtype were correlated. The results of a genome-wide microarray from our workgroup were validated. Analysing altered genes permitted the identification of intracellular signal paths potentially entailing neurodegeneration. Hereby we observed a wide analogy with alterations previously detected in Purkinje cells of staggerer mice. The gene Rora and the respective protein RORα maintain a crucial function in the development and cell survival of Purkinje cells by regulating the expression of key genes of the glutamate and calcium homeostasis.
Thus, gene expression alterations in R6/2 mice were demonstrated for the first time on a cerebellar single cell level. Intriguingly, analogue changes had been detected in SCA1[82Q] mice, a transgenic model for another polyglutamine disorder SCA1. Moreover, we observed further mutual downregulations in R6/2 and SCA1[82Q] mice. A knockout or mutation in many of these genes causes a distinct cerebellar phenotype.
We could demonstrate the downregulations of the receptor RORα and the calcium binding protein Calbindin furthermore on protein level together with morphological changes in Purkinje cells.
These results imply a common pathogenic mechanism in the neurodegeneration of Purkinje cells from R6/2, staggerer and SCA1[82Q].


SWD-Schlagwörter: Huntington-Chorea , Purkyne-Zelle , Spinozerebellare Ataxie , Mikrodissektion , Real time quantitative PCR , Immuncytochemie , Grauwert , Calciumstoff
Freie Schlagwörter (deutsch): RORalpha , staggerer , retinoid orphan receptor alpha
Freie Schlagwörter (englisch): Huntington's disease , spinocerebellar ataxia , laser-microdissection , Purkinje cells , retinoid orphan receptor alpha
Institut: Neurologische Univ.-Klinik und Poliklinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Weiller, Cornelius (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.07.2011
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 08.08.2012
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