TY  - THES
A1  - Trella, Stefanie Heike
T1  - Immunzytochemische Bestimmung der TMEM119-positiven Mikroglia-Profildichte im postmortalen Liquor cerebrospinalis - ein Parameter zur Beurteilung neuropathologischer Prozesse
T1  - Immunocytochemical analysis of the density of TMEM119-positive microglia cell profiles in postmortem cerebrospinal fluid - a parameter for assessing neuropathological processes
N2  - Die dieser Arbeit zugrundliegenden Untersuchungen am postmortalen Hirngewebe und an den korrespondierenden Proben postmortalen Liquor cerebrospinalis (CSF) konnten einen Zusammenhang der Dichte der parenchymalen TMEM119-positiven Mikroglia und der der CSF belegen. Innerhalb der analysierten Kompartimente bestehend aus Kortex, Marklager und CSF ergaben sich weit gefächerte Messwerte zur jeweiligen Dichte der immuno-positiven Mikroglia. Die Ergebnisse implizierten eine schnelle Reaktion der Mikroglia im Hirngewebe und einen zeitverzögerten Nachweis von immuno-positiven Mikroglia in der CSF. Signifikante Effekte von Alter, Geschlecht, Hirngewicht und insbesondere einem steigenden Postmortalintervall konnten als potenzielle Einflussfaktoren hinsichtlich der CSF-Intensität ausgeschlossen werden. Eine positive Korrelation ergab sich hingegen zwischen der Mikroglia-Dichte der CSF und den Angaben bezüglich erfolgter Reanimationsmaßnahmen der eingeschlossenen Sterbefälle als Hinweis auf einen relevanten Zusammenhang mit dem zerebralen Blutfluss.
Neben dem ursprünglich angestrebten isolierten Vergleich zwischen der TMEM119-positiven Mikroglia-Profildichte der CSF, des Kortex und der des Markraums ergaben sich nach Analyse weiterhin morphologische Auffälligkeiten der identifizierten Mikroglia und teils spezifische Verteilungsmuster. Die abschnittsweise laminäre Anordnung der Zellen in den kortikalen Gewebeanteilen wies insbesondere in den supragranulären Schichten nahe der Hirnoberfläche strukturell auffällige Mikroglia-Profile mit annähernd rundem Zellkörper und wenigen bis keinen Zellfortsätzen auf. Ein annähernd identisches Bild konnte im perivaskulären Marklager festgestellt werden und wies auf einen Zusammenhang zum Übertritt der Mikroglia in die CSF sowie eine Assoziation zu den medullären Gefäßen hin. Der erstmalige Nachweis des aktiven Übertritts der TMEM119-positiven Mikroglia durch die weiche Hirnhaut implizierte einen aktiven Zugangsweg der Zellen in die CSF unter Ausbildung eines amöboid erscheinenden Phänotyps neben einem lediglich diffusen und passiven Übertritt der Zellen unter pathologischen Bedingungen.
Die durchgeführten Untersuchungen belegen das enorme Potenzial der postmortalen CSF als Untersuchungsmedium insbesondere im Hinblick auf die Erhebung der Mikroglia-Dichte und die Analyse der Mikroglia-Morphologie in Bezug auf neuropathologische Beteiligung im ZNS und damit verbundenen Fragestellungen.
N2  - This study on postmortem brain tissue and the corresponding samples of postmortem cerebrospinal fluid (CSF) was able to demonstrate a correlation between the density of parenchymal TMEM119-positive microglia cell profiles and that of CSF. Within the analyzed cortex, medulla and CSF, there was a wide range of measured values for the respective density of immuno-positive microglia cell profiles. The results implied a rapid response of microglia in the brain tissue and a time-delayed detection of immuno-positive microglia in the CSF. Significant effects of age, gender, brain weight and especially an increasing postmortem interval could be excluded as potential influencing factors regarding CSF intensity. However, a positive correlation was found between the microglia density of the CSF and cardiopulmonary resuscitation measures performed in the included deaths as an indication of a relevant connection with cerebral blood flow. In addition to the originally intended comparison between the TMEM119-positive microglia cell profile density of the CSF, the cortex and the medulla, the analysis also revealed morphological abnormalities of the identified microglia and in some cases specific distribution patterns. The laminar arrangement of the cells in the cortical tissue showed structurally conspicuous microglia profiles with almost round cell bodies and few to no cell processes, especially in the supragranular layers near the brain surface. An almost identical impression was observed in the perivascular medullary layer and indicated a transition of the microglia into the CSF as well as an association with the medullary vessels. The first demonstration of the active crossing of TMEM119-positive microglia through the soft meninges implied an active access pathway of the cells into the CSF with the formation of an amoeboid phenotype in addition to a merely diffuse and passive passage of the cells under pathological conditions. The investigations demonstrate the enormous potential of postmortem CSF as an examination medium, particularly with regard to the analysis of microglia density and the analysis of microglia morphology in relation to neuropathological involvement in the CNS and related issues.
KW  - Mikroglia
KW  - Liquordiagnostik
KW  - Rechtsmedizin
KW  - Immuncytochemie
KW  - Neuropathologie
KW  - TMEM119
KW  - Immunhistochemie
KW  - Postmortale Liquordiagnostik
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-345817
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hartmann, Tim
T1  - Über die Rolle der Neuroinflammation bei Entstehung und Progression der Demenz vom Alzheimer-Typ
T1  - The role of neuroinflammation in the development and progression of Alzheimer´s disease
N2  - Die vorliegende Studie bringt neue Erkenntnisse bezüglich der Rolle und Ver-teilung der Mikroglia und der eingewanderten Monozyten im Verlauf der Alz-heimer Erkrankung in postmortem Gehirnen. Im Gegensatz zu Studien an Tiermodellen konnten wir in unserer Kohorte eine nur sehr geringe Beteili-gung myeloischer Monozyten an der AD Pathologie beobachten, so dass man annehmen kann, dass bei Menschen die Immunantwort des Gehirns haupt-sächlich von den hirneigenen Mikrogliazellen getragen wird. Dies wurde an humanem postmortem Hirngewebe bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht unter-sucht. 
Zudem konnte gezeigt werden, dass die vulnerablen, früh von Tangles und Plaques betroffenen Hirnregionen auch eine frühe Mikrogliareaktion aufwei-sen und insbesondere von proinflammatorischen Zellen besiedelt werden und dass die Reaktion in manchen Regionen im Verlauf zunimmt, während in an-deren eine Abflachung oder sogar Abnahme beobachtet wird.
N2  - The present study provides new insights into the role and distribution of microglia and migrated monocytes in the progression of AD in postmortem brains. In contrast to studies using animal models, we observed very little involvement of myeloid monocytes in AD pathology in our cohort, suggesting that in humans the immune response of the brain is mainly carried by the brain's own microglial cells. This has not yet been investigated in human postmortem brain tissue. 
In addition, it could be shown that the vulnerable brain regions affected early by tangles and plaques also exhibit an early microglial response and are colonized in particular by proinflammatory cells and that the response in some regions increases during the course, while in others a flattening or even decrease is observed.
KW  - Alzheimerkrankheit
KW  - Mikroglia
KW  - Neurodegeneration
KW  - Neuroinflammation
KW  - Plaques und Tangels
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-245326
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stadler, David
T1  - Studien zur Inflammation und neuronalem Schaden in genetischen Modellen von progredienter Multipler Sklerose
T1  - Studies in inflammation and neuronal damage in genetic models of progressive multiple sclerosis
N2  - Multiple Sklerose ist eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, die zu motorischen, sensiblen und vegetativen Einschränkungen führt. Häufig beginnt die Erkrankung mit einem schubförmigen Verlauf, dem eine progrediente Verschlechterung folgt. Trotzdem leiden ca. 15% der Patienten bereits von Beginn an, an einer primär progressiven Variante der MS, die bereits mit der progredienten Phase beginnt. Bis jetzt ist die Pathophysiologie nicht vollständig verstanden. Lange Zeit dachte man, dass MS primär eine reine Autoimmun-Erkrankung darstellt, aber in den letzten Jahren ergab sich die Frage, ob es vor allem in den progressiven Formen, eine zytodegenerative Komponente gibt, auf die eine sekundäre Inflammation folgt. Eine mögliche Ursache stellen hier Mutationen des PLP 1 Gens dar, die normalerweise mit leukodystrophischen Erkrankungen assoziiert sind. Es gab zwei Fallberichte, in denen von Patienten berichtet wurde, die unterschiedliche Mutationen in diesem Gen hatten und den klinischen Phänotyp einer MS zeigten. Diese Arbeit sollte nun die Auswirkungen der Mutationen, beziehungsweise einer Nullmutation des PLP 1 Gens in 18- und zum Teil 12-Monate alten Mausmutanten untersuchen. Hier konnten Myelin-Veränderungen und axonaler Schaden in immunhistochemischen Untersuchungen sowie mittels Elektronenmikroskopie und optischer Kohärenztomographie gezeigt werden. Weiter konnte eine Neuroinflammation und damit einhergehend eine zunehmende Anzahl CD8+ T-Zellen sowie einer erhöhten Anzahl an Mikroglia/Makrophagen gefunden werden. Dies ging mit vergleichsweise reduzierten Leistungen der Mutanten bei der motorischen Rotarod-Analyse einher. Interessanterweise wurde weniger neuraler Schaden in den heterozygoten Varianten gefunden, obwohl das Ausmaß der Entzündung gleichblieb. Dies könnte für eine zielgerichtete immunvermittelte Schädigung der Oligodendrozyten sprechen, die zu neuronalem Schaden führt. So konnte gezeigt werden, dass es durch Punktmutationen in einem Myelinprotein-codierendem Gen zu einer sekundären Entzündung kommen kann, die mit dem klinischen Phänotyp einer progressiven MS einhergeht. Weiter sind diese Mausmodelle ein Beispiel für eine genetische Erkrankung des ZNS, in denen die Klinik maßgeblich durch die begleitende Inflammation und nicht allein durch den genetischen Schaden verursacht wird.
N2  - Multiple sclerosis (MS) is one of the most common neurological diseases, leading to motor, sensory and vegetative impairment. Frequently, the disease begins as a relapsing remitting form, which is followed by a progressive stage. Nevertheless about 15% of the patients suffer under a primary progressive multiple sclerosis, which starts with the progressive stage. Until now the pathophysiology is not completely understood. For a long time, multiple sclerosis was thought to be an autoimmune disease, but in the last years the question arose if the underlying cause, especially in the progressive forms (PMS), could be a cytodegenerative component, followed by secondary inflammation. A possible candidate here could be point mutations in the PLP 1 gene, which are usually associated with leukodystrophic disorders. There were two case reports about patients carrying distinct point mutations in this gene, leading to the clinical phenotype of multiple sclerosis. This thesis examines 18- and in part 12-month-old mice, carrying these point mutations or having a Plp 1 null mutation. Here myelin alterations and axonal damage in immunohistochemical stainings could be shown, as well as in the optical coherence tomography and electron microscopy. Furthermore, the occurrence of neuroinflammation comprising recruitment of microglia/macrophages and CD8 positive T-cells could be demonstrated. Also, typical clinical symptoms in the Rotarod test were found. Interestingly, there was less neural damage found in heterozygous females than in homozygous mutant mice, while the extent of inflammation was the same. This could indicate a targeted immune-mediated injury of oligodendrocytes leading to neuronal damage. In summary, this thesis shows that a point mutation of a gene coding for a myelin protein of oligodendrocytes can lead to secondary neuroinflammation and a neurological phenotype comparable to PMS. In addition, the generated mouse models are an example for genetic diseases of the CNS, in which the clinical outcome could be driven by inflammation and not only by the primary gene mutation.
KW  - Multiple Sklerose
KW  - Maus
KW  - Genetik
KW  - Immunsystem
KW  - Glia
KW  - Sekundäre Inflammation
KW  - Neuroinflammation
KW  - Neurodegeneration
KW  - Mikroglia
KW  - Mausmodell
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-236923
ER  - 
TY  - THES
A1  - Al-Zuraiqi, Yaser
T1  - Die Rolle der residenten Stammzellen der Gefäßwand bei der Bildung der Mikroglia und Angiogenese im adulten Gehirn
T1  - The role of vessel wall-resident stem cells in the generation of microglia and angiogenesis in the adult CNS
N2  - The role of vessel wall-resident stem cells in the generation of microglia and angiogenisis in the adult CNS
Das Zentralnervensystem (ZNS) wird kontinuierlich durch ein eigenes Immunsystem überwacht. Die Mikroglia sind ein wichtiger Vertreter dieses Immunsystems und ein besonderes Charakteristikum des ZNS. Für die Aufrechterhaltung der Hämostase im ZNS spielen die Mikroglia eine zentrale Rolle. Die Herkunft der Mikroglia war für lange Zeit Gegenstand der kontroversen wissenschaftlichen Diskussion.  Zusammengefasst wurde deren Ursprung als hämatopoetisch, mesodermal und neuroektodermal beschrieben. Allerdings überwiegt derzeit die Meinung, dass die Mikroglia von Vorläuferzellen geliefert wird, die während der Embryonalentwicklung aus der Dottersackwand ins Gehirn migrieren, dort bis zum Erwachsenenalter persistieren und immer wieder zur Erneuerung der Mikroglia herangezogen werden. Wo genau im Hirngewebe derartige oder andere potenzielle Mikrogliavorläuferzellen im ZNS residieren, ist bis heute nicht abschließend geklärt. 
In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass bereits die frisch präparierten Hirngefäße sowohl CD44+ als auch CD45+ Zellen in ihren Wänden aufweisen. Außerdem ließ sich beobachten, dass die CD44+ Zellen im BRA nach außen wanderten und sich zu Perizyten-ähnlichen und glatten Muskelzellen differenzierten. Diese Befunde ließen darauf schließen, dass die CD44+ Zellen mit diesen Eigenschaften das Potenzial haben, zur Gefäßneubildung beizutragen. Darüber hinaus konnten CD45+ Zellen in der Adventitia frisch isolierter Hirngefäße nachgewiesen werden, die im BRA teilweise für F4/80 und/oder Iba-1 positiv wurden. Dies wiederum lässt vermuten, dass aus der Wand der Hirngefäße Mikroglia- und Makrophagen-ähnliche Zellen generiert werden können. Es blieb jedoch offen, ob diese CD45+ Vorläuferzellen dauerhaft in der Adventitia der Hirngefäße residieren oder aber immer wieder durch im Blut zirkulierende Monozyten erneuert werden. Diese Frage zu klären, ist von klinischer Relevanz, bleibt jedoch zukünftigen Arbeiten überlassen. Das hier etablierte BRA könnte auch bei solchen Analysen hilfreich sein.
N2  - The central nervous system (CNS) is continuously monitored by its own immune system. The microglia are an important representative of this immune system and a special feature of the CNS. The microglia play a critical role in the maintenance of hemostasis in the CNS. The origin of microglia has long been a subject of debate. In summary, their origin has been described as hematopoietic, mesodermal and neuroectodermal. However, it is currently believed that the progenitor cells of the microglia originate from the yolk sac wall, migrate during embryonic development into the brain and persist there until adulthood.
In this thesis it could be shown: I. already in the vascular wall of the freshly prepared cerebral vessels exist CD44 + and CD45 + cells. In addition, it could be observed that the CD44 + cells in the BRA migrated to the outside and differentiated into pericyte-like and smooth muscle cells. This suggested that the CD44 + cells with these properties have the potential to contribute to angiogenesis. II. In addition, CD45 + cells were detected in the adventitia of freshly isolated cerebral vessels. in the BRA these were partly positive for F4 / 80 and / or Iba-1. This suggests that microglial and macrophage-like cells can be generated from the wall of the cerebral vessels. However, it remained unclear whether these CD45 + precursor cells reside permanently in the adventitia of the cerebral vessels or are renewed by circulating monocytes in the blood
KW  - Mikroglia
KW  - Angiogenese
KW  - Gefäßwand residente Stammzellen
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-188329
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schlaberg, Robert
T1  - Neuroprotektiver Effekt von Ribavirin bei Borna Disease Virus infizierten Lewis-Ratten
T1  - Neuroprotective Effect of Ribavirin in Borna Disease Virus Infected Lewis Rats
N2  - Die Infektion mit dem Borna Disease Virus (BDV) ruft bei einem weiten Spektrum von Warmblütern ein teilweise progredientes, immunmediiertes neurologisches Syndrom hervor. BDV zeichnet sich durch ein einzelsträngiges RNA Genom negativer Polarität, einen ausgeprägten Neurotropismus und einen nicht-lytischen Replikationszyklus aus, der in viraler Persistenz mündet. In vitro Experimente zeigten kürzlich einen virostatischen Effekt des Guanosinanalogs Ribavirin gegenüber BDV. Ziel der vorliegenden Studie war es, den therapeutischen Nutzen einer intrathekalen Ribavirinapplikation bei akuter Bornascher Erkrankung (BD) im Rattenmodell zu untersuchen. Toxikologische und pharmakokinetische Studien ergaben eine maximal verträgliche tägliche Dosis von 2,5 mg/kg KG. Drei Wochen nach intranasaler Virusinokulation wurde Ribavirin in einer Dosis von 0, 1,25 und 2,5 mg/kg KG/Tag für 7 Tage intrathekal appliziert. Hierdurch gelang es, die klinische Symptomatik akuter BD dosisabhängig zu reduzieren. Die Bestimmung der Konzentration viraler RNA, Proteine, sowie infektiöser Partikel in zentralnervösem Gewebe ergab jedoch keine signifikante Reduktion. Anschließende immunhistologische Untersuchungen konnten eine quantitative Reduktion von T-Lymphozyten und Mikrogliazellen in Hirnparenchym behandelter Tiere nachweisen. Sowohl CD4+, als auch CD8+ T-Lymphozyten sind wesentlich an der progressiven Neurodestruktion im Rahmen von BD beteiligt. Auch für Mikrogliazellen wird eine kausale Beteiligung an der Pathogenese von BD postuliert. Der klinisch protektive Effekt der zentralen Ribavirinapplikation scheint in dem vorliegenden Modell nicht auf eine Inhibition der Virusreplikation, sondern auf die Suppression der neuropathogenen Immunantwort des Wirtsorganismus zurückzuführen zu sein. Wie in anderen Studien wiederholt beschrieben, konnte virale RNA im Blut infizierter Lewis-Ratten detektiert werden. Die Virämie bei hochdosiert behandelten Tieren ist deutlich ausgeprägter. Diese Beobachtung ist vermutlich durch eine systemische Infektion unter insuffizienter Immunkontrolle zu erklären. Hieraus ergeben sich auch Implikationen für die diagnostische Nutzbarkeit des peripheren Nukleinsäurenachweises zur Erkennung von BDV Infektionen. Die intrathekale Ribavirinapplikation ist der erste therapeutische Ansatz für BD, der zu einer Linderung des akuten Krankheitsbildes ohne gleichzeitige verstärkte Virusreplikation führt.
N2  - Infection with Borna Disease Virus (BDV) leads to a partially progressive, immune-mediated neurological syndrome in a wide range of warm blooded animals. BDV is characterized by a non-segmented single-strand RNA genome of negative polarity, a distinct neurotropism and non-lytic replication causing viral persistence. Recent results from in vitro studies showed an inhibitory effect of the guanosine analog ribavirin on BDV replication. The aim of this study was to investigate a potential therapeutic effect of intrathecal ribavirin application in a rat model of acute Borna Disease (BD). Initial toxicological and pharmacokinetical studies yielded a maximal tolerable daily dose of 2.5 mg/kg BW. Three weeks after intranasal inoculation of BDV ribavirin was administered at doses of 0, 1.25, and 2.5 mg/kg BW per day for 7 consecutive days. This resulted in a prominent dose-dependent reduction of symptoms of acute BD. Quantification of viral RNA, proteins, and infectious particles in CNS tissue did not demonstrate a significant reduction of viral parameters. Subsequent immunhistological studies displayed a quantitative reduction of infiltrating T-lymphocytes and microglia in brains of treated animals. CD4+ as well as CD8+ T-lymphocytes are known to play a prominent role in progressive neurodestruction during the course of BD. A causal role in the pathogenesis of BD is also postulated for microglial cells. In the present model the clinically protective effect of central ribavirin application does not seem to result from inhibition of viral replication but rather from suppression of the neuropathogenic immune response. As known from previous studies, we were able to detect viral RNA in the peripheral blood of BDV infected Lewis rats. Viremia was more prominent in high dose treated animals. These findings most likely result from an insufficient immune control leading to a systemic infection and have implications for the diagnostic potential of peripheral nucleic acid detection for intra vitam diagnosis of BDV infections. Intrathecal application of ribavirin is the first therapeutic approach resulting in a relief of symptoms of acute BD without enabling an aggravated viral replication.
KW  - Borna Disease Virus
KW  - Ribavirin
KW  - Neuroprotektion
KW  - Mikroglia
KW  - Immunmodulation
KW  - Borna Disease Virus
KW  - ribavirin
KW  - neuroprotection
KW  - microglia
KW  - modulation of immune response
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9772
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TY  - THES
A1  - Schröder, Barbara Christiane
T1  - Untersuchungen zur pharmakologischen Hemmung der Zytokin-induzierbaren NO-Synthase in kultivierten Mikroglia-Zellen und Makrophagen
T1  - Investigations of pharmacological inhibition of cytokine-inducible nitric oxide synthase in cultivated microglia and macrophages
N2  - Mikrogliazellen fungieren als Makrophagen im ZNS, wo sie verschiedene Abwehrfunktionen gegen Mikroorganismen übernehmen, Zellreste beseitigen und eine wichtige Rolle bei Autoimmunerkrankungen des ZNS spielen. Mikrogliazellen exprimieren unter anderem eine NO-Synthase, die durch Zytokine induzierbar ist. Da NO für Neurone und Oligodendrozyten toxisch sein kann, waren wir daran interessiert, Substanzen zu identifizieren, die eine hemmende Wirkung auf die zytokin-induzierbare NO-Synthase in Makrophagen und Mikrogliazellen haben. Unter den getesteten Zytokinen, Wachstumsfaktoren, Neuropeptiden, Chemokinen und Tyrosinkinase-Hemmern war lediglich der Tyrosinkinaseinhibitor Methyl-2,5-Dihydroxycinnamat als NO-Synthase-Hemmstoff erfolgreich. Da die NO-Produktion eine Rolle in der Pathogenese der Experimentellen Autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) und der Experimentellen Autoimmunen Neuritis (EAN) spielt, war auch die Möglichkeit eines therapeutischen Einsatzes des NO-Synthase-Inhibitors von Interesse. Dieser scheint jedoch im Falle von Methyl-2,5-Dihydroxycinnamat aufgrund seiner Toxizität in höherer Konzentration und des daraus resultierenden engen Therapeutischen Dosisfensters sehr eingeschränkt.
N2  - Microglial cells are resident macrophages in the central nervous system which serve specific functions in the defense of the CNS against microorganisms, the removal of tissue debris in neurodegenerative diseases and in autoimmune inflammatory disorders of the brain. Microglia express a cytokine.inducible isoform of nitric oxide synthase, which leads to the production of nitric oxide. Since NO is toxic to neurons and oligodendrocytes, we were interested to find down-regulating substances in order to identify a novel antagonist of the cytokine-inducible nitric oxide synthase in macrophages and microglial cells. We tested several cytokines, growth factors, neuropeptides, chemokines and tyrosine kinase inhibitors. We found that only the tyrosine kinase inhibitor methyl-.2,5- dihydroxycinnamate suppressed cytokine-induced NO production by rat microglial cells and murine macrophages, while all other substances were ineffective. Since NO production plays a role in the pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis and experimental autoimmune neuritis, we were also interested in a possible therapeutic use of the NO synthase inhibitor found. Since methyl-2,5- dihydroxycinnamate is toxic in higher concentration, there might be a small window and no possibility of therapeutic use.
KW  - Mikroglia
KW  - iNOS-Synthase
KW  - Methyl-2
KW  - 5-Dihydroxycinnamat
KW  - Microglia
KW  - inducible nitric oxide synthase
KW  - Methyl-2
KW  - 5-dihydroxycinnamate
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6837
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neumann, Arne
T1  - Aktivierung phagozytierender Zellen durch "Advanced Glycation Endproducts" und beta-Amyloid-Implikationen für die Pathogenese der Alzheimer'schen Demenz
T1  - Activation of phagocytic cells by "Advanced Glycation Endproducts" and beta-Amyloid Implications for Alzheimer's Disease pathogenesis
N2  - Typisch für die Alzheimer' schen Erkrankung ist die Bildung unlöslicher Ablagerungen im Gehirn, sogenannter "seniler Plaques". Diese Plaques bestehen im Wesentlichen aus fibrillärem beta-Amyloid, das durch Glykierungen verändert vorliegen kann. Außerdem beinhalten die Plaques, sogenannte AGEs "Advanced Glycation Endproducts", die aus nichtenzymatisch glykierten Proteinen entstehen. Diese AGE-modifizierten Proteine sowie das fibrilläre beta-Amyloid sind in der Lage Mikrogliazellen zu aktivieren. Die sessilen Gehirnmakrophagen wirken in aktiviertem Zustand neurotoxisch, wobei es verschiedene Hypothesen gibt, wie die Mikrogliazellen zu dem neuronalen Zelltod führen. Um dieses zu untersuchen wurden murine Mikrogliazellen herangezogen, die als Merkmal ihrer Aktivierung auf die Translokation des Transkriptionsfaktors NF-kappa-B in den Zellkern überprüft wurden. In der vorliegenden Arbeit wurden die Rahmenbedingungen näher untersucht, die zu der AGE vermittelten Mikrogliaaktivierung führen. Es wurde in vitro gezeigt, daß die Mikrogliaaktivierung zunächst durch eine hochmolekulare Hyaluronsäure, wie sie nativ in der extrazellulären Matrix vorliegt, verhindert wird. Im Gegensatz dazu konnte NF-kappa-B in Mikrogliazellen aktiviert werden, die in Gegenwart von Hyaluronsäurefragmenten mit AGE behandelt wurden. In der vorliegenden Arbeit wurde festgestellt, daß die Mikrogliaaktivierbarkeit umgekehrt proportional zu der durchschnittlichen Hyaluronsäuremolekülgröße ist. Andere Glykosaminoglykane aus der extrazellulären Matrix, wie D-Glukuronsäure, N-Azetylglukosamin oder Chondroitin-4-sulfat reduzierten die Aktivierbarkeit der Mikrogliazellen nur geringfügig. Sowohl beta-Amyloid, als auch AGEs setzen während ihres Entstehungsprozesses reaktive Sauerstoffspezies frei, die Hyaluronsäure in kleinere Bruchstücke zerschneiden können. Die Signaltransduktion der AGE-aktivierten Mikrogliazellen wurde mittels unterschiedlicher Inhibitoren gehemmt und die Auswirkung auf die NF-kappa-B Aktivierung untersucht. Hier zeigte sich ein komplexes Netzwerk an aktivierten Signalwegen, so daß kein Rückschluß auf einen bestimmten Rezeptor möglich war. Daher wurde ein "in vitro Modell" entwickelt, um die ausschlaggebende neurotoxischen Komponenten der Mikrogliareaktion aufzufinden. Darin wurden die Signalkaskaden der aktivierten Mikroglia erneut durch pharmakologische Inhibierung unterbrochen, das zellfreie Medium das von diesen Mikrogliazellen sezerniert wurde, wurde als "konditioniertes Medium" für die Kultur muriner Neuronen eingesetzt. Diese wurden bezüglich ihrer Überlebensrate in diesem konditionierten Medium untersucht. Die Hemmung der Transkription oder der Translation in den Mikrogliazellen zeigte keine Reduktion der neurotoxischen Wirkung des konditionierten Mediums. Ebensowenig wirkten Inhibitoren der mitochondrialen Atmungskette, der Radikalquellen Xanthin Oxidase, Lipoxygenase oder Cyclooxygenase. Die Hemmung der NADPH Oxidase reduzierte die Neurotoxizität des konditionierten Mediums auf etwa 30 Prozent. Die NADPH Oxidase ist ein Enzymkomplex, der im Rahmen des "oxidativen bursts" große Mengen Superoxidanionen freisetzt. Um die Bedeutung der NADPH Oxidase Aktivierung für die neurotoxische Wirkung nachzuweisen, wurde eine Untereinheit der NADPH Oxidase, das membranständige gp91phox in den Mikrogliazellen deaktiviert. Dies führte dazu, daß diese Zellen kein Superoxid auf die Stimulation mit beta-Amyloid oder AGE hin abgaben, im Gegensatz zu den Mikrogliazellen mit funktioneller NADPH Oxidase. Das konditionierte Medium der NADPH Oxidase defizienten Zellen war nicht mehr neurotoxisch. Die freien Sauerstoffradikale die aufgrund der NADPH Oxidase Aktivierung entstehen, können zu einer NF-kappa-B Aktivierung führen. NF-kappa-B wurde erfolgreich in den Mikroglia durch exogenes Wasserstoffperoxid stimuliert, wobei aber keine neurotoxische Wirkung im Modellsystem festgestellt wurde. NF-kappa-B scheint damit nicht für die mikrogliavermittelte Neurotoxizität verantwortlich zu sein, im Gegensatz zu der NADPH Oxidase, deren Aktivität unmittelbar mit der Neurotoxizität korreliert ist.
N2  - Senile plaques are a hallmark in Alzheimer's Disease progression. These plaques consist mainly of fibrillar beta-amyloid, which can be modified by glycation. In addition these plaques contain so called AGEs "Advanced Glycation Endproducts", emerging from nonenzymatic glycated proteins. Subsequent dehydration, condensation and oxidation produces a heterogenous group of heterocyclic, coloured and fluorescent compounds. These AGE modified proteins are resistant to proteases and their formation is irreversible. AGEs and beta-amyloid are able to activate Microglia cells, resulting in a neurotoxic effect, with several hypothesis of how microglia contribute to neuronal cell death. To investigate the neurotoxic effect murine microglia cells were used. The NF-kappa-B translocation into the nucleus was taken as an indicator of microglial activation. In this work conditions were investigated, that are necessary to activate murine microglia cells by AGE stimulation. High molecular weight hyaluronic acid from extracellular matrix, in its native form, is inhibiting activation of microglia cells in vitro. In contrast NF-kappa-B was activated in AGE stimulated microglia cells in the presence of low molecular weight hyaluronic acid fragments. Here it was shown that the ability to activate microglia cells is inversly proportional to the average size of the hyaluronic acid. The ability for activation of microglia cells was reduced only in parts by other extracellular matrix glycosaminoglycans, like D-glucuronic acid, N-acetylglucosaminoglycane or chondroitine-4-sulfate. Ab and AGEs release reactive oxyen species during their develompent, which were shown to be able to cleave hyaluronic acid into small fragments. The signal transduction of AGE activated microglia cells was examined by measurement of NF-kappa-B activation reduced by different inhibitors. A complex network of signaling pathways was detected, without revealing a certain receptor. Therefore an "in vitro model" was established, to find out the main neurotoxic component in the reaction of microglia cells. Again the signaling pathways were inhibited pharmacologically, using the cell free medium produced by these microglia cells as "conditioned medium" in neuronal cell culture. The murine neuronal cells were tested for their surviving in the conditioned medium, to correlate activated signal pathways with neurotoxicity. Inhibition of translation or transcription in microglia cells led to no reduction of the neurotoxic effect of the conditioned medium, nor did the inhibition of the mitochochondrial respiratory chain or the radical sources xanthine oxidase, lipoxygenase or cyclooxygenase. Inhibition of NADPH oxidse was able to reduce the neurotoxicity of the conditioned medium down to 30 per cent. The NADPH oxidase is an enzyme complex , releasing huge numbers of superoxide anion radicals during the "oxidative burst". The neurotoxic component was released 30 min after activation of microglia cells into the conditioned medium, was bigger than 50 kDa and was removed out of the conditioned medium by EDTA chelation followed by dialysis. To proof the importance of NADPH oxidase activation for neurotoxicity, a part of the NADPH oxidase, the membranebound gp91phox was disrupted by gene targeting. As a consequence these cells did not react with superoxide release, when treated with beta-amyloid or AGE. Conditioned medium of these cells was not neurotoxic, in contrast to that of the microglia cells with a functional NADPH oxidase. The reactive oxygen species resulting from the NADPH oxidase activity are able to activate NF-kappa-B. Because of the wide range of gene activation performed by NF-kappa-B, there are various potential neurotoxic gene products to consider. For that reason NF-kappa-B was stimulated sucessfully in microglia cells with exogenous hydrogen stimulation, without a neurotoxic result in the model system. Activated NF-kappa-B seems not to be responsible for the microglia mediated neurotoxicity, whereas there is a direct correlation of NADPH oxidase activity and neurotoxicity.
KW  - Alzheimer-Krankheit
KW  - Amyloid <beta->
KW  - Glykolisierung
KW  - Mikroglia
KW  - Zelltod
KW  - Alzheimer' schen Erkrankung
KW  - seniler Plaques
KW  - AGEs
KW  - Advanced Glycation Endproducts
KW  - Mikroglia
KW  - Hyaluronsäure
KW  - NF-kappa-B
KW  - Glykosaminoglykane
KW  - Alzheimer' Disease
KW  - senile plaque
KW  - AGEs
KW  - advanced glycation endproducts
KW  - hyaluronic acid
KW  - NF-kappa-B
KW  - glucosaminoglycane
KW  - ECM
KW  - amyloid
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1796
ER  -