Untersuchungen zum Proteinabbau während der Differenzierung neuraler Stammzellen
Vogel, Jana - Universität Hamburg (2011)
In der vorliegenden Arbeit wurde das Aktivitätsniveau unterschiedlicher Proteinabbauwege während der Differenzierung neuraler Stammzellen untersucht, sowie ihr jeweiliger Einfluss auf das Differenzierungsverhalten der Stammzellen. Praktische Grundlage dieser Fragestellung ist die Etablierung von Methoden, um in späteren Versuchen die Ursache der erhöhten Zellsterblichkeit bei der therapeutischen Transplantation neuraler Stammzellen auch im Tiermodell untersuchen zu können.
Im ersten Teil der Untersuchung wurden im Western Blot Verfahren verschiedene Markerproteine aus undifferenzierten und differenzierenden neuralen Stammzellen an den Differenzierungstagen 1,3 und 7 bestimmt. Es konnte im genannten zeitlichen Verlauf eine Herabregulation aller ER-Stress bzw. Zellstressmarker, sowie ein Anstieg des Autophagiemarkers LC3 und der Caspase 12-Aktivität beobachtet werden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in neuralen Stammzellen ein erhöhtes ER-Stress Niveau besteht, das mit zunehmender Differenzierung abnimmt. Es kann des Weiteren eine Induktion der Autophagie und der Apoptose während der Differenzierung innerhalb dieses Zeitraums angenommen werden, wobei die Apoptose aufgrund des zeitlich versetzten Auftretens zum ER-Stress vermutlich in keiner Beziehung zu diesem steht.
Zur Untersuchung des Ubiquitin-Proteasom-Systems wurden 2 unterschiedliche Methoden angewandt. In einem transgenen Mausmodell mit UBB+1 Gen, das zu einer Beeinträchtigung der Proteasomfunktion führt, konnte keine signifikante Veränderung der Neurogenese im Vergleich zum Wildtyp festgestellt werden. In einer Zellkulturuntersuchung mit pharmakologischer Beeinflussung von ER-Stress, UPS und Autophagie, ließ sich eine Veränderung der Neurogenese durch ER-Stress und Autophagie nachweisen. Während die Induktion von ER-Stress die Neurogenese anregte, hemmte eine Hemmung der Autophagie die Neurogenese.
Die vorliegende Arbeit weist erstmals auf, wie Proteinabbauwege an der Differenzierung neuraler Stammzellen beteiligt sind und liefert somit einen Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen.