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Simultaneous measurement of the spatial distribution of neurotransmitter target proteins in the rat brain using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry
Christoph Wotawa
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Rupert Lanzenberger
DOI
10.25365/thesis.70368
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11200.92859.723946-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Einführung
Durch die Rolle der Über- und Unterexpression kleinerer und größerer Proteine bei vielen psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen sind neue technische Entwicklungen der letzten Jahrzehnte die Verteilung von Rezeptoren und Neurotransmittern sind von höchstem wissenschaftlichen Interesse. Die genaue Verteilung hilft, verschiedene Prozesse in der Krankheitsentwicklung und deren Behandlung zu verstehen, jedoch kann bei vielen Techniken nur ein Protein gleichzeitig detektiert werden, und in Färbeanwendungen, wie der Immunhistochemie, sind viele Schritte erforderlich, um mehrere Proteine zu messen.
Methode
In dieser Arbeit wurde der gleichzeitige Nachweis mehrerer Proteine durch Antikörpern mit der Technik der induktiv gekoppelten Massenspektrometrie und Laserablation kombiniert und die einzelnen Schritte der Probenverarbeitung optimiert. Zum gleichzeitigen Nachweis bestimmter Serotoninrezeptoren wurden spezifische Antikörper mit verschiedenen Isotopen der Lanthanoide gekoppelt und 10 μm dicke koronare Gefrierschnitte eines Rattenhirns inkubiert. Die Verteilung wurde dann durch induktiv gekoppelte Massenspektrometrie mit Laserablation gemessen und mit Bildgebungsprogrammen grafisch dargestellt.
Resultate
Die zeitgliche Messung der Verteilung zweier unterschiedlichen Rezeptoren in koronaren Hirnschnitten erwachsener Ratten auf mit Indium-Zinnoxid beschichteten Glasdeckgläsern konnte erfolgreich durchgeführt werden. Mit Isotopen versetzte Gelatine-Standards konnten erstellt und zur Quantifizierung der Serotonin 5HT1A- und 5HT2A-Rezeptorlevel verwendet werden. Die Technologien von LA-ICP-MS und PET/MRT könnten in Zukunft kombiniert werden, indem präoperatives PET/MRT und postoperative Prozessierung, Schneiden und Vermessen von entnommenem Gewebe mit der Methode der LA-ICP-MS durchgeführt werden.
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Konklusion
Es konnte gezeigt werden, dass die induktiv gekoppelte Massenspektrometrie mit Laserablation ein leistungsfähiges Instrument zur gleichzeitigen Detektierung mehrerer Proteine ist. Selbst wenn die Messzeit für ein gesamtes Rattenhirn zeitaufwändig ist, überwiegt eindeutig der Vorteil, dass über zehn Protein gleichzeitig gemessen werden können.
Abstract
(Englisch)
Introduction
Due to the role of up and down regulation of smaller and larger proteins in the brain in many psychiatric and neurological diseases, new technical developments in the last decades make it highly interesting to study the distribution of receptors and neurotransmitters. The exact distribution helps to understand different processes in disease development and their treatment, but in many techniques only one target can be measured at the same time and in staining application like immunohistochemistry many steps are needed to measure several targets.
Method
In this work the simultaneous detection of several proteins by means of antibodies was combined with the technique of laser ablation inductively coupled mass spectrometry (LA-ICP-MS) and the individual steps of tissue sample processing were optimized. For the simultaneous detection of certain serotonin receptors, specific antibodies were coupled with different isotopes of the lanthanides and 10 μm thick coronary cryosections of rat brains were incubated. The distribution was then measured by laser ablation inductively coupled mass spectrometry and displayed graphically with an imaging program.
Results
The distribution of two different receptors on coronary brain slices of adult rats on indium tin oxide coated glass cover slides was successfully measured at the same time. Isotope spiked gelatin standards could be established and used to quantify the Serotonin 5HT1A and 5HT2A receptor levels in different rat brain slices. The technologies of LA-ICP-MS and PET/MRI could be combined in the future by performing preoperative PET/MRI and postoperative processing, cutting and measuring of removed tissue by means of the method of LA-ICP-MS.
Conclusion
It could be shown that LA ICP MS is a powerful instrument for the simultaneous quantification of several protein targets. Even if the measurement time for an entire rat brain is time consuming, the advantage that over ten proteins can be measured at the same time clearly predominates.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
LA-ICP-MS neurotrasnmitter antibody
Schlagwörter
(Deutsch)
LA-ICP-MS Neurotransmitter Antikörper
Autor*innen
Christoph Wotawa
Haupttitel (Englisch)
Simultaneous measurement of the spatial distribution of neurotransmitter target proteins in the rat brain using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry
Paralleltitel (Deutsch)
Gleichzeitige Messung der räumlichen Verteilung von Neurotransmitter-Zielproteinen im Rattenhirn mittels Laserablation mit induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
59 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Rupert Lanzenberger
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.91 Psychiatrie, Psychopathologie
AC Nummer
AC16481519
Utheses ID
60413
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |