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The effect of axons of preganglionic spinal neurons on the embryonic cardiac development
Dorothea Von Ahsen
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Tibor Harkany
DOI
10.25365/thesis.65503
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20503.30511.151173-0
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Herz wird durch die antagonistische Wirkung der sympathischen und parasympathischen Innervation sowie von Integration von sensorischen Nerven reguliert. Die sympathische Regulierung des Herzens stammt von präganglionischen Motorneuronen des Rückenmarks, welche Synapsen zu Ganglien des Grenzstrangs formen. Postganglionäre Axone des Stellarganglions innervieren schließlich das Herz. Parasympathische Motorneuronen, zusammen mit sensorischen Neuronen, bilden den Vagus Nerv, welcher, neben die vieler anderer Organe, auch die Funktion des Herzens kontrolliert. Axone des Vagus Nervs bilden Synapsen zu den Neuronen der intrakardinalen Ganglien. Die Neuronen dieser parasympathischen kardinalen Ganglien stammen von Schwannzell-Vorläuferzellen, welche aus der Neuronalleiste entstehen und multipotente Eigenschaften besitzen. Diese Zellen sind in engem Kontakt mit peripheren Nerven und migrieren entlang dieser zu ihrem vorgesehenen Zielort. Die korrekte Etablierung der präganglionischen Nerven ist daher essentiell für die Entwicklung des kardinalen Nervensystems. In der vorliegenden Studie haben wir die embryonale Entwicklung der kardinalen Innervation untersucht. Unser Fokus liegt auf der zeitlichen Ankunft der präganglionischen Nerven zum Herzen und die Reifung der Neuronen im Sinne der Existenz der klassischen Neurotransmitter. Wir untersuchen die neuronale Beeinflussung der Herzentwicklung mit Hilfe eines genetisch veränderten Models, in welchem die Formation aller präganglionischen Motorneuron verhindert ist. Mit dem Ziel die Bedeutung der sympathischen Innervation für die kardinale Entwicklung zu erfassen, haben wir die Morphologie des embryonalen Herzens mit Immunofloureszenz und Mikro-Computertomography Analysen untersucht. Außerdem haben wir spezifische Marker für die Identifizierung sensorischer Subtypen des Vagus Nervs analysiert. Mit dieser Studie zeigen wir deutlich, dass trotz der jahrelangen Forschung an der neuronalen Regulierung des Herzes, noch viele Details unklar sind. Unsere Ergebnisse tragen daher einen weiteren wichtigen Teil bei, die kardinalen Innervation und dessen Rolle in der Entwicklung des Säugetierherzens zu verstehen.
Abstract
(Englisch)
The cardiac autonomic nervous system (cANS) comprises sensory as well as sympathetic and parasympathetic motor neurons (MNs) and plays a vital role in adult cardiac function. The sympathetic division is built by preganglionic thoracic MNs synapsing onto ganglia of the sympathetic chain, which extends postganglionic adrenergic axons towards the heart. Cranial MNs traveling along the vagus nerve towards the heart form, together with cholinergic cardiac ganglia, the parasympathetic innervation. Interestingly, parasympathetic cardiac ganglia have been shown to derive from nerve-associated Schwann cell precursors (SCPs), a multipotent progeny population of the neural crest cells (NCCs); and not directly from NCCs as the majority of cANS. Preganglionic nerves are therefore crucial for the correct establishment of the cANS. In the present study, we analysed the development of cardiac innervation, in particular the temporal arrival of preganglionic nerves at the cardiac primordium and the establishment of a neurotransmitter phenotype during normal embryogenesis. Further, with the utilization of a genetic model to specifically ablate all preganglionic sympathetic visceral MNs, we investigated the role of neuronal input in cardiogenesis. We analysed the embryonic heart of this mutant strain on a structural basis with immunofluorescence and microCT imaging to elucidate whether preganglionic sympathetic MNs play a vital role for correct cardiac development. Lastly, we tested specific markers to identify different embryonic vagal sensory neuron subtypes. Our results reveal new insights essential for deciphering the crosstalk between the autonomic nervous system and embryonic cardiogenesis and further illustrates how little is known about this interaction despite a decade of research focusing on the cardiac nervous system.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Embryology cardiac development peripheral nervous system cardiac nervous system motor neurons parasympathetic sympathetic
Schlagwörter
(Deutsch)
Embryonalentwicklung Herzentwicklung peripheres Nervensystem kardinales Nervensystem Motorneuronen Parasympathikus Sympathikus
Autor*innen
Dorothea Von Ahsen
Haupttitel (Englisch)
The effect of axons of preganglionic spinal neurons on the embryonic cardiac development
Paralleltitel (Deutsch)
Der Einfluss von präganglionischen Motorneuronen auf die embryonale Herzentwicklung
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
67 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Tibor Harkany
AC Nummer
AC16150901
Utheses ID
58018
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |