Die Rolle von Abp1 in der Ausbildung neuronaler Netzwerk-Integrität

Kraus, Luisa GND

Der Plastizität neuronaler Strukturen des zentralen Nervensystems (ZNS) wird eine große Bedeutung für Gedächtnis- und Lernprozesse zugeschrieben. Ein Strukturmerkmal des Gehirns, das für die Fähigkeit zur strukturellen Plastizität grundlegend sein könnte, ist die Morphologie der Neurone. Pyramidenzellen des Cortex und des Hippocampus zeichnen sich durch elaborierte Dendritenbäume aus. Diese Dendritenbäume ermöglichen durch einen hohen Grad an Vernetzung einen regen Informationsfluss. Der Informationsfluss erfolgt dabei an den dendritischen Synapsen. Das postsynaptische Kompartiment der Synapsen befindet sich größtenteils auf den dendritischen Dornfortsätzen. Hierbei handelt es sich um sehr kleine dendritische Zellauswüchse, deren Cytoskelett vorrangig aus Aktin, dessen Polymerisation und Depolymerisation durch unterschiedliche Akteure gesteuert wird, besteht. Ein Spieler dieser komplexen Maschinerie ist das Aktin-bindende-Protein 1 (Abp1), das indirekt die Aktinnukleation aktivieren und selbst F-Aktin binden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle von Abp1 in der Ausbildung dendritischer Dornfortsätze und der Ausbildung elaborierter Dendritenbäume anhand morphologischer Analysen Golgi-gefärbter Gehirnschnitte 5-Wochen alter Mäuse untersucht. Hierbei wurden die Ergebnisse der Auswertung von Wildtyp (WT) mit dem Abp1-knockout (KO) verglichen. Die Morphologie dendritischer Dornfortsätze wurde in der Cornu Ammonis 1 (CA1) Region des Hippocampus hinsichtlich der Parameter der Kopfweite und des Kopfvolumens des Dornfortsatzes sowie der Dornfortsatzlänge adressiert. Es konnte ein deutlicher Phänotyp des Abp1-KO beschrieben werden. Im Abp1-KO zeigten sich verkürzte dendritische Dornfortsätze in den Klassen der pilzförmigen, dünnen und filopodienähnlichen Dornfortsätze. Die Kopfweite sowie das Kopfvolumen der pilzförmigen und das Kopfvolumen der dünnen Dornfortsätze nahmen im Abp1-KO signifikant ab. Auch die Dichte der dendritischen Dornfortsätze sowie die prozentuale Verteilung einzelner Morphologieklassen wurde ausgewertet. Die Pyramidenzellen der CA1 Region des Hippocampus des Abp1-KO wiesen Dendriten mit deutlich verringerter Dichte der Dornfortsätze auf. Die Dichte der pilzförmigen, dünnen und filopodienähnlichen Dornen nahm im Abp1-KO signifikant ab. Die prozentuale Verteilung der pilzförmigen Dornfortsätze zeigt im Abp1-KO keine Veränderung, wohingegen die relative Häufigkeit der filopodienähnlichen Dornen ab- und die Häufigkeit der stummelförmigen Dornen zunimmt.

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Kraus, Luisa: Die Rolle von Abp1 in der Ausbildung neuronaler Netzwerk-Integrität. Jena 2019.

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