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Die Rolle von B-Raf im Nervensystem und der Myelinisierung
Christine Wasinger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Manuela Baccarini
DOI
10.25365/thesis.9007
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30464.20977.763163-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
B-Raf ist jene Raf-Kinase, welche im neurologischen Gewebe am stärksten exprimiert wird
(Wojnowski L. et al. 2000). Als Teil des MAPK-Signalweges trägt es somit zur Regulierung
von Überleben, Migration, Wachstum, Differenzierung und Apoptose der Zelle bei (Kolch W.
2000). All diese Eigenschaften einer Zelle spielen eine zentrale Rolle in der normalen Entwicklung
des Nervensystems (Jessen K. 2005).
Galabova-Kovacs et al. (2008) fand heraus, dass die Deletion von B-Raf in neuronalen Vorläuferzellen
zu einem Arrest in der Entwicklung von Oligodendrozyten führt. Dieser Entwicklungsstopp
ist durch eine Ausprägung von zahlreichen neurologischen Symptomen im zentralen
Nervensystem (ZNS) bemerkbar und mündet in einen frühzeitigen Tod, 21 Tage nach der
Geburt.
In dieser Arbeit wurde über in vitro und in vivo Experimente, die Auswirkung von der B-Raf
Deletion in neuronalen Vorläuferzellen auf das periphere Nervensystem (PNS) untersucht.
Dazu wurde zusätzlich zu der Mauslinie mit der Deletion in neuronalen Vorläuferzellen (NestinCre+;
b-raf f/f (b-rafΔ/ΔN)), auch eine Mauslinie, (P0Cre+; b-raff/f(b-rafΔ/Δ SC)), in der B-Raf in
Schwann-Zellen Precursors deletiert wird, verwendet.
NestinCre+; b-raf f/f (b-rafΔ/ΔN) Tiere zeigten keine Entwicklungsstörung im PNS. Ihre
Schwann-Zellen waren von der Deletion nicht betroffen, lediglich ihre Neuronen waren B-Raf
negativ. Dennoch hatte die Abwesenheit von B-Raf in den Neuronen auf Schwann-Zellen einen
dramatischen Einfluss: die gebildeten Myelinscheiden begannen zu degradieren. Auf der
molekularen Ebene konnte, sowohl eine erhöhte Expression von Connexin 32 und pERK gezeigt
werden, als auch eine Deregulation in der Proteinmenge andere Myelinhüllen Proteine.
Daraus konnten nun folgende Schlussfolgerungen abgeleitet werden. Die Deletion von B-Raf
in neuronalen Vorläuferzellen kommt in den Neuronen, nicht aber in Schwann-Zellen zu tragen,
auch wenn beide Zelllinien von diesen Vorläuferzellen abstammen. Dennoch führt es dazu,
dass im PNS die Stabilität und Aufrechterhaltung der Myelinhülle nicht gewährleistet
werden kann. Der neurologische Phänotyp im ZNS ging aus einer Entwicklungsstörung der
Oligodendrozyten hervor. Der Phänotyp im PNS hingegen dürfte durch ein Kommunikations-
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problem zwischen Neuronen und Schwann-Zellen entstehen. Diesem Problem versucht die
Schwann-Zelle durch eine erhöhte Gap-Junction Bildung, sowohl in der Myelinhülle, als
auch zwischen Myelinhülle und Neuron, entgegen zu wirken. Dennoch kann die erhöhte Expression
von Connexin 32, als Baustein der Gap-Junction, diesem nicht entgegen wirken und
es kommt durch Erhöhung des pERK-Gehalts in der Schwann-Zelle zur Induktion der Dedifferenzierung.
Dieses führt zum Abbau der Myelinscheide.
Die Tiere der P0Cre+; b-raff/f(b-rafΔ/Δ SC) Linie konnten sich normal entwickeln. Auch sie wiesen
einen Unterschied in der Expression von Myelin-Proteinen auf. Dieses geschah aber in
einem anderem Entwicklungsstadion, auf Grund der erst spät greifenden Deletion in den
Schwann-Zellen, wodurch auch kein Vergleich zwischen den Mauslinien gezogen werden
konnte oder Rückschlüsse auf die B-Raf Funktion in Schwann-Zellen in deren Entwicklung.
Abstract
(Englisch)
B-Raf is the main Raf-kinase, expressed in neurological tissues (Wojnowski L. et al. 2000).
As part of the MAPK pathway, Raf contributes to the regulation of survival, differentiation,
proliferation and apoptosis of cells (Kolch W. 2000). All these properties of a cell play a critical
role in normal nervous system development (Kolch W. 2005).
Galabova-Kovacs et al. (2008) found out, that deletion of b-raf in neuronal precursor cells
leads to an arrest in the development of oligodendrocytes. That stop is evidenced by numerous
neurological symptoms in the central nervous system (CNS), and results in a premature
death at day 21 after birth.
In this thesis the influence of b-raf deletion in neural precursor cells of the peripheral nervous
system (PNS) was investigated by in vitro and in vivo experiments. In addition to the mouse
line with the deletion in neural progenitor cells (NestinCre+; b-raf f/f (b-rafΔ/ΔN)), also a mouse
line, (P0Cre+; b-raff/f(b-rafΔ/Δ SC)), in which B-Raf was deleted in Schwann cell precursors, is
used.
NestinCre+; b-raf f/f (b-rafΔ/ΔN) animals did not showed development problems in the PNS.
Their Schwann cells were not affected from the deletion, only their neurons were B-Raf negative.
However, the absence of B-raf in the neurons leaded to a dramatical influences in the
schwann cells; the myelin sheath started to degrade. At the molecular level a higher expression
of connexin 32 and pERK was detected, and also a deregulation of proteins of the myelin
sheath was found.
The following conclusions are derived from these results. Deletion of B-Raf in neuronal precursors
occurs in the neurons, but not in Schwann cells, even though both cell lines arise from
these progenitor cells. Nevertheless, the stability and maintenance of the myelin sheath can
not be guaranteed in the PNS. The neurological phenotype in the CNS has emerged from a
developmental disorder of oligodendrocytes. However, the phenotype in the PNS is likely
caused by a problem of communication between neurons and Schwann cells. The Schwann
cell tries to counteract this issue by increasing the gap-junction formation, both in the myelin
sheath and between the myelin sheath and neuron. Despite the increased expression of con-
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nexin 32, as part of the gap-junctional can not counteract this and it comes by increasing the
level of pERK in the Schwann cell to dedifferentiation, which leads to the degradation of the
myelin sheath.
The animals of the P0Cre+; b-raff/f(b-rafΔ/Δ SC) line had a normal development, although these
animals showed a difference in their expression of the myelin specific proteins but this shift
was in another development stage. The reason for this, may lie in the delay of the b-raf deletion.
Because of this, it is not possible to compare these mouse lines.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
b-raf nervous system myelination knock out studies
Schlagwörter
(Deutsch)
B-raf Nervensystem Myelinisierung Knockout Studien
Autor*innen
Christine Wasinger
Haupttitel (Deutsch)
Die Rolle von B-Raf im Nervensystem und der Myelinisierung
Paralleltitel (Englisch)
The role of b-raf in nervouse system and in myelination
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
80 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Manuela Baccarini
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC08077073
Utheses ID
8118
Studienkennzahl
UA | 441 | | |