@phdthesis{Schulte2023,
  author    = {Schulte, Annemarie},
  title     = {\(In\) \(vitro\) reprogramming of glial cells from adult dorsal root ganglia into nociceptor-like neurons},
  doi       = {10.25972/OPUS-30311},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-303110},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Plexus injury often occurs after motor vehicle accidents and results in lifelong disability with severe neuropathic pain. Surgical treatment can partially restore motor functions, but sensory loss and neuropathic pain persist. Regenerative medicine concepts, such as cell replacement therapies for restoring dorsal root ganglia (DRG) function, set high expectations. However, up to now, it is unclear which DRG cell types are affected by nerve injury and can be targeted in regenerative medicine approaches. This study followed the hypothesis that satellite glial cells (SGCs) might be a suitable endogenous cell source for regenerative medicine concepts in the DRG. SGCs originate from the same neural crest-derived cell lineage as sensory neurons, making them attractive for neural repair strategies in the peripheral nervous system. Our hypothesis was investigated on three levels of experimentation. First, we asked whether adult SGCs have the potential of sensory neuron precursors and can be reprogrammed into sensory neurons in vitro. We found that adult mouse DRG harbor SGC-like cells that can still dedifferentiate into progenitor-like cells. Surprisingly, expression of the early developmental transcription factors Neurog1 and Neurog2 was sufficient to induce neuronal and glial cell phenotypes. In the presence of nerve growth factor, induced neurons developed a nociceptor-like phenotype expressing functional nociceptor markers, such as the ion channels TrpA1, TrpV1 and NaV1.9. In a second set of experiments, we used a rat model for peripheral nerve injury to look for changes in the DRG cell composition. Using an unbiased deep learning-based approach for cell analysis, we found that cellular plasticity responses after nerve injury activate SGCs in the whole DRG. However, neither injury-induced neuronal death nor gliosis was observed. Finally, we asked whether a severe nerve injury changed the cell composition in the human DRG. For this, a cohort of 13 patients with brachial plexus injury was investigated. Surprisingly, in about half of all patients, the injury-affected DRG showed no characteristic DRG tissue. The complete entity of neurons, satellite cells, and axons was lost and fully replaced by mesodermal/connective tissue. In the other half of the patients, the basic cellular entity of the DRG was well preserved. Objective deep learning-based analysis of large-scale bioimages of the "intact" DRG showed no loss of neurons and no signs of gliosis. This study suggests that concepts for regenerative medicine for restoring DRG function need at least two translational research directions: reafferentation of existing DRG units or full replacement of the entire multicellular DRG structure. For DRG replacement, SGCs of the adult DRG are an attractive endogenous cell source, as the multicellular DRG units could possibly be rebuilt by transdifferentiating neural crest-derived sensory progenitor cells into peripheral sensory neurons and glial cells using Neurog1 and Neurog2.},
  subject      = {Spinalganglion},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Leffler2003,
  author    = {Leffler, Andreas},
  title     = {TRPV1 ist ein polymodaler Rezeptor von nozizeptiven Spinalganglienzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10748},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde mittels der Whole-Cell Patch-Clamp Methode sensible Neurone von transgenen M{\"a}usen untersucht, bei denen das Gen f{\"u}r TRPV1 (transient receptor potential V1) deletiert wurde. Das Ergebniss wurde mit den Daten von Wildtyp M{\"a}usen verglichen. TRPV1 (fr{\"u}her VR1; vanilloid receptor 1) wird nahezu selektiv in sensiblen Neuronen exprimiert und wird im heterologen Expressionssystem durch Vanilloide, Hitze (> 43°C) und Protonen aktiviert. Durch diese Eigenschaften scheint TRPV1 f{\"u}r die rezeptiven Eigenschaften polymodaler Nozizeptoren von großer Bedeutung zu sein. Als ein Model des peripheren afferenten Neurons wurde die Aktivierbarkeit kultivierter Spinalganglienzellen durch Vanilloide, Protonen und Hitze elektrophysiologisch untersucht. W{\"a}hrend etwa 35\% der Wildtyp-Zellen Vanilloid-sensibel waren, fehlte in Zellen der TRPV1-knockout Maus jegliche Vanilloid-Sensibilit{\"a}t. Auch bei der Protonen-Sensibilit{\"a}t wurde eine signifikante Reduktion in TRPV1-knockout Zellen beobachtet. In Wildtyp-Zellen wurde eine hohe Protonen-Sensibilit{\"a}t fast ausschliesslich in Vanilloid-sensiblen Zellen beobachtet. Hitze-induzierte Einw{\"a}rtsstr{\"o}me mit einer Aktivierungsschwelle bei 43°C wurden ausschliesslich in Vanilloid-sensiblen Zellen der Wildtyp-Maus beobachtet. Dagegen wurden Hitze-induzierte Einw{\"a}rtsstr{\"o}me mit einer Aktivierungsschwelle {\"u}ber 53°C in sowohl Wildtyp- als auch in TRPV1-knockout Zellen beobachtet. Im Bezug auf die Bedetung von TRPV1, wurde die Funktionalit{\"a}t zwei distinkter Populationen von Spinalganglienzellen, NGF- bzw. GDNF-abh{\"a}ngigen Neuronen, durch eine Lebendf{\"a}rbung mit IB4-FITC untersucht. Hinsichtlich Vanilloid-, Protonen-, Hitze-Sensibilit{\"o}t wurden jedoch keine Unterschiede zwischen IB4-negative und IB4-positive Neuronen beobachtet. Die vorliegende Studie zeigt damit, dass TRPV1 f{\"u}r Vanilliod-Sensibilit{\"a}t sensibler Neurone essentiell ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass TRPV1 ein wichtiges Transduktionselement f{\"u}r sowohl die Protonen-Sensibilit{\"a}t als auch f{\"u}r die Hitze-Sensibilit{\"a}t in Spinalganglienzellen darstellt. Die Daten dieser zellul{\"a}ren Untersuchungen konnten in weiteren in vitro und in vivo Untersuchungen best{\"a}tigt werden (Caterina et al., 2000).},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Geis2004,
  author    = {Geis, Christian},
  title     = {Charakterisierung von Spinalganglienneuronen intakter und l{\"a}dierter Afferenzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13926},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Am Tiermodell einer experimentellen Mononeuropathie (chronic constriction injury, CCI) wurde bei Ratten die Expression von Zytokinen (TNF-\&\#945;, IL-10), Vanilloidrezeptor 1 (VR1) und Neuropeptiden in Spinalganglienneuronen immunhistochemisch analy-siert. Durch retrograde Anf{\"a}rbung mit den Tracern Fluorogold (FG) und Fluoruby (FR) konnten intakte von gesch{\"a}digten Neuronen unterschieden und Muskel- und Hautaffe-renzen getrennt untersucht werden. Nach CCI fand sich ein selektiver Anstieg der TNF-\&\#945; Immunreaktivit{\"a}t in mittelgroßen und großen Spinalganglienneuronen, welche durch Vergleich mit anderen neuronalen Markern als A-Faser Neurone identifiziert werden konnten. Nicht nur gesch{\"a}digte, sondern auch intakte Spinalganglienneurone wiesen eine erh{\"o}hte TNF-\&\#945; Immunreaktivit{\"a}t auf und sowohl Muskel- als auch Hautafferenzen trugen zur vermehrten TNF-\&\#945; Expression bei. IL-10, VR1 und IB4 Immunreaktivit{\"a}t fand sich vor allem in kleinen Neuronen und war nach CCI deutlich reduziert, w{\"a}hrend die Expression von CGRP in kleinen und mittel-großen Spinalganglienneuronen nachzuweisen war und keine Ver{\"a}nderung zeigte. Die Ergebnisse zeigen, dass intakt gebliebene A-Faser Neurone pathophysiologische Ver{\"a}nderungen im Sinne einer vermehrten Expression des pro-inflammatorischen Zyto-kins TNF-\&\#945; erfahren. Dieser ph{\"a}notypische Switch ist m{\"o}glicherweise mit einer neuen Funktion dieser Neurone im nozizeptiven System verbunden. Die verminderte Expression des anti-inflammatorischen Zytokins IL-10 vier Tage nach CCI korrespondiert mit der fr{\"u}hen Schmerzentstehung nach peripherer Nervenl{\"a}sion und der noch fehlenden Suppression der pro-inflammatorischen Zytokine zu diesem Zeitpunkt. Dagegen ist der R{\"u}ckgang der VR1 und IB4 Konzentrationen im Spinal-ganglion am ehesten durch einen l{\"a}sionsbedingten Mangel an neurotrophen Faktoren zu erkl{\"a}ren. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse unterst{\"u}tzen die These, dass pro-inflammatorischen Zytokinen, insbesondere TNF-\&\#945;, eine besondere Bedeutung bei der Entstehung neuropathischer Schmerzen zukommt. Dies k{\"o}nnte ein Ansatzpunkt f{\"u}r wei-tere Studien sein, die Wirksamkeit TNF-\&\#945; hemmender Medikamente bei neuropathi-schen Schmerzmodellen im Tierversuch und eventuell sp{\"a}ter klinisch zu untersuchen.},
  language  = {de}
}