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Mechanisms of oligodendrocyte precursor cell differentiation
Tamara Weiss
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Friedrich Propst
DOI
10.25365/thesis.14081
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30084.52969.812170-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Oligodendrozyten sind die Myelin produzierenden Zellen des Zentralen Nervensystems und stellen das Gegenstück zu den myelinierenden Schwann-Zellen des Peripheren Nervensystems dar. Neben der Produktion von Myelin für die Isolation von Axonen um die schnelle Weiterleitung von Nervenimpulsen zu gewährleisten, haben die Oligodendrozyten in den letzten Jahren immer größere Bedeutung für die Bewahrung der Integrität von Axonen erlangt. Diese Loslösung der bis dahin passiv gesehenen Aufgabe der Neuronenunterstützung hat die Oligodendrozyten zu aktiven Begleitern der Neuronen erhoben, die sich unverzichtbar für deren Erhalt herausgestellt haben. Weiters hat sich gezeigt, dass Oligodendrozyten das Ziel von neurodegenerativen Krankheiten wie Pelizaeus-Merzbacher oder Multipler Sclerose (MS) sind und beispielsweise chronische MS Läsionen auf Fehler in der Re-Myelinierung von Axonen hinweisen. Neue Therapien zur Vermeidung von De-Myelinierung oder zur Wiederherstellung von Myelin werden dringend benötigt, aber leider weiß man noch zu wenig über den Ablauf und Fehler von Myelinierungsvorgängen. Effiziente Forschung und neue Strategien sind demnach unerlässlich um detailreiches Wissen über die zellulären und molekularen Prozesse anzureichern, die der Differenzierung von Oligodendrozyten zugrunde liegen da sie sehr wahrscheinlich jenen der Re-Myelinierung ähneln. Kürzlich erbrachte Experimente, welche die Auswirkung von Eph-Rezeptoren und Ephrinen auf Oligodendrozyten untersucht haben, konnten eine rezeptorbasierende Blockierung der Differenzierung nachweisen. Da die Signalwege der Differenzierung von Oligodendrocyten-Vorläuferzellen (OPCs) bis hin zu myelinierenden Oligodendrozyten kaum bekannt sind, beschäftigt sich diese Studie mit Experimenten, welche die Mechanismen der Differenzierung von OPCs durch Eph-Rezeptoren vermittelte Signalwege und Gehirnproben von EphrinB3 Knock-Out Mäusen im Vergleich zu Kontrollen analysieren. Außerdem wurde versucht, etablierte Primär-Zellkultur Experimente zur Oligodendrozyten Differenzierung mit Zelllinien zu reproduzieren um sowohl die Anzahl der benötigten Tiere zu reduzieren, als auch eine schnellere Umsetzung dieser Experimente realisieren zu können. Die Ergebnisse haben jedoch gezeigt, dass die OLN-93 und OLI-Neu OPC Zelllinien dafür nicht geeignet sind und wahrscheinlich Frühstadien von Oligodendrozyten repräsentieren, die in dieser Entwicklungsphase konserviert sind. Von großer Bedeutung war jedoch ein Ergebnis, welches auf eine verfrühte Myelinierung von Axonen in zwei Tage alten Hirnen von EphrinB3 Knock-Out Mäusen hindeutet. Da sich EphrinB3 in in vitro Versuchen inhibierend auf die Oligodendrozyt-Vorläuferzellen Differenzierung auswirkt, unterstreicht dieses Ergebnis die wichtige Rolle von EphrinB3 in der Oligodendrozyten Entwicklung.
Abstract
(Englisch)
Oligodendrocytes are the myelin-producing cells in the central nervous system (CNS) and constitute the pendant to the myelinating Schwann cells in the peripheral nervous system (PNS). Whilst myelin formation for axonal insulation to ensure rapid impulse propagation, oligodendrocytes have gained a prominent role in the maintenance of axonal integrity. Therefore, oligodendrocytes are detached from the former passive role as a supporter cell of neurons to an indispensable, active companion to assure neuronal preservation. Further, oligodendrocytes are the target in developmental defects like Pelizaeus-Merzbacher disease and devastating degenerative diseases like Multiple Sclerosis (MS). To understand the presumably failure of re-myelination in chronic MS lesions and for establishing new therapies to avoid de-myelination or enhance re-myelination, the efficient research in oligodendrocyte precursor cell (OPC) differentiation is constitutive. The mechanisms of myelination are thought to be related to those of re-myelination. Thus, detailed knowledge about the cellular and molecular processes that underlie myelination is necessary to provide insights into myelin regeneration. As recent experiments regarding the impact of Eph-receptors and Ephrins on oligodendrocyte differentiation suggest a receptor mediated differentiation block, new studies are needed to explore those pathways of OPC differentiation. Thus, this study focussed on experiments that investigate the mechanisms of oligodendrocyte precursor cell differentiation through analyzing of Eph-receptor mediated pathways as well as brain samples from EphrinB3 knockout mice compared to controls. In addition, established primary oligodendrocyte cell differentiation experiments were tried to be reproduced by the oligodendrocyte cell lines OLN-93 and OLI-Neu for both the reduction of animal sacrifices and a faster realization of experiments. The results revealed the OLN-93 and OLI-Neu cell lines to be not suitable for the simulation of OPC differentiation in vitro and to probably represent oligodendroglial cells conserved in earlier stages of development. However, the most important finding in this study indicated that EphrinB3 knock out in day 2 mice promotes premature myelination of axons compared to controls. As EphrinB3 was shown to act inhibitory on OPC differentiation in vitro, this result strengthens EphrinB3 to be a crucial element in oligodendrocyte development.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
oligodendrocyte precursor cells differentiation myelin ephrinB3
Schlagwörter
(Deutsch)
Oligodendrocyt Vorläuferzellen Differenzierung Myelin EphrinB3
Autor*innen
Tamara Weiss
Haupttitel (Englisch)
Mechanisms of oligodendrocyte precursor cell differentiation
Paralleltitel (Deutsch)
Mechanismen der Differenzierung von Oligodendrocyt-Vorläuferzellen
Paralleltitel (Englisch)
Mechanisms of oligodendrocyte precursor cell differentiation
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
74 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Friedrich Propst
AC Nummer
AC08579907
Utheses ID
12647
Studienkennzahl
UA | 490 | | |