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Systemic regulation of adult neural stem cells
Rut Gabarro Solanas
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (DissG: Molekulare Biologie)
Betreuer*in
Noelia Urbán Avellaneda
DOI
10.25365/thesis.75366
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21911.87505.356773-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Gehirn ausgewachsener Säugetiere existieren Populationen neuronaler Stammzellen, die das Potenzial haben lebenslang neue Neuronen zu bilden. Die Existenz dieser neuronalen Stammzellen ist auf wenige Bereiche im Gehirn beschränkt, wie z.B. dem Gyrus dentatus des Hippocampus, wo neu gebildete Granularzellen in bereits bestehende Netzwerke integriert werden, und Erinnerungsvermögen und Emotionen modulieren. Neuronale Stammzellen befinden sich meistens im Ruhezustand und müssen aktiviert werden, um neue Neuronen zu generieren. Aufgrund der nur eingeschränkten Fähigkeiten neuronaler Stammzellen sich selbst zu erneuern, ist ein Gleichgewicht zwischen Ruhezustand und Aktivierung nicht nur essentiell für die Produktion neuer Neuronen, sondern auch für die langfristige Aufrechterhaltung des Stammzell-Reservoirs. Obwohl verschiedene extrinsische Faktoren bekannt sind, die die Bildung neuer Nervenzellen im Erwachsenenalter beeinflussen, ist weitestgehend unklar, ob und wie sie das Verhalten der Stammzellen regulieren. In dieser Studie untersuchten wir die Auswirkungen von Ernährung auf die Regulierung adulter neuronaler Stammzellen, wobei der Fokus auf Intervallfasten lag, einer zunehmend beliebten Ernährungseinschränkung, die mit verlängerter Lebensdauer und Gesundheit in Verbindung gebracht wird und die Bildung neuer Nervenzellen im Erwachsenenalter fördern soll. Mithilfe genetischer Zellabstammungsanalyse und Thymidinanalog-basierter Kennzeichnung stellten wir fest, dass adulte neuronale Stammzellen widerstandsfähig gegen Intervallfasten sind, was darauf hindeutet, dass dies eine sichere Intervention ist, um die Bildung neuer Nervenzellen im Erwachsenenalter zu fördern. Allerdings ergab die Charakterisierung der neuronalen Zellabstammung, dass Intervallfasten nicht imstande ist die Bildung neuer Nervenzellen im Gyrus dentatus zu fördern, was früheren Berichten widerspricht. Wir untersuchten daraufhin den Einfluss verschiedener Variablen wie Geschlecht, Mäuserasse, Markierungsmethode, Tamoxifen-Verabreichung, Nahrungswiederaufnahme oder Länge der Diät auf die Auswirkungen von Intervallfasten. Wir stellten durchweg fest, dass Intervallfasten nicht imstande war, die Bildung neuer Neuronen zu fördern, was darauf hindeutet, dass Intervallfasten keine zuverlässige Strategie zur Steigerung der Nervenzellproduktion im Erwachsenenalter ist.
Abstract
(Englisch)
The adult mammalian brain hosts populations of neural stem cells (NSCs) that retain the ability to generate new neurons throughout life. These NSCs are restricted to specific areas of the brain such as the dentate gyrus of the hippocampus, where newly born granule neurons integrate into the pre-existing hippocampal circuitry and modulate memory and emotions. NSCs are mostly quiescent and must activate for the neurogenic process to begin. Because adult NSCs have a limited ability to self-renew, the balance between quiescence and activation not only determines the neuronal output but is also crucial for the long-term maintenance of the NSC pool. However, while several extrinsic stimuli are known to influence adult neurogenesis, whether and how they regulate NSC behaviour remains largely unexplored. Here, we investigated the impact of diet on the regulation of adult NSCs focussing on every-other-day intermittent fasting (IF), an increasingly popular dietary restriction associated with extended life and health span, and claimed to promote adult neurogenesis. Combining genetic lineage tracing of adult NSCs and thymidine analogue-based label-retention experiments we found that adult NSCs are resilient to IF, suggesting that it could be a safe intervention to boost adult neurogenesis. Unexpectedly, characterisation of the neurogenic lineage revealed that IF was unable to promote the generation of new neurons in the dentate gyrus, contradicting previous reports. We explored the influence of multiple variables such as sex, mouse strain, labelling method, tamoxifen administration, refeeding, or diet length on the effects of IF. We consistently found that IF was unable to enhance the generation of new neurons, suggesting that IF is not a robust strategy to increase adult neurogenesis.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Adulte Neurogenese Neuronale Stammzellen Intermittierendes Fasten Ernährungsbeschränkung Diät
Schlagwörter
(Englisch)
Adult neurogenesis Neural stem cell Intermittent fasting Dietary restriction
Autor*innen
Rut Gabarro Solanas
Haupttitel (Englisch)
Systemic regulation of adult neural stem cells
Paralleltitel (Deutsch)
Systemische Regulation von adulten neuronalen Stammzellen
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
viii, 112 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Isabel Farinas ,
Stephanie Ellis
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC17100787
Utheses ID
70048
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |