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Veränderungen der intrazellulären schmerzsensibilisierenden Signaltransduktion sensorischer Neurone im Rattenmodell der diabetischen Neuropathie (2018)

Art

Hochschulschrift

Autor

Hammerich, Hanna (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2018 — 90 Seiten

ISBN: 978-3-86387-908-2

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/22754

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Abstract / Zusammenfassung

Zur Identifizierung von Veränderungen in der intrazellulären schmerzsensibilisierenden Signaltransduktion im Tiermodell der diabetischen Neuropathie wurden im Rahmen dieser Arbeit qualitative und quantitative Untersuchungen durchgeführt. Als Modell wurde das bereits etablierte, substanzinduzierte, diabetische und neuropathische Streptozotocin-­Modell der Ratte verwendet. Die durch Streptozotocin (STZ) entstandenen Veränderungen wurden zunächst in vivo anhand von Blutglukosemessungen und Schmerzverhaltensexperimenten analysiert, auch mit Hinblick auf die Stabilität des Modells. Anschließend wurden quantitative Analysen auf zellulärer Ebene durchgeführt. Neurone der Spinalganglien aus STZ-­Tieren wurden auf schmerzrelevante Eigenschaften untersucht und mit den aus Kontrolltieren gewonnenen Neuronen verglichen. Hierfür wurde die neuartige, in der Schmerzforschung noch nicht verbreitete High Content Screening Mikroskopie verwendet. Die in vivo Experimente zeigten, dass alle Tiere, die durch STZ eine Hyperglykämie entwickelten, auch eine Neuropathie entwickelten. Diese zeigte sich durch einen herabgesetzten Schwellenwert der Schmerzinduktion. Es zeigte sich aber auch, dass nicht alle Tiere, die STZ erhalten hatten, überhaupt Diabetes entwickelten. Ca. 50 % der Tiere, die STZ erhalten hatten, zeigten nach zwei Wochen keine Hyperglykämie und wurden von der Studie ausgeschlossen. Vereinzelt wurden diese Tiere zusätzlich als separate Gruppe untersucht, zeigten aber keine Abweichungen zu Kontrolltieren. Die zelluläre Analyse zeigte zunächst, dass es im STZ-­Modell weder zu einem ubiquitären Zellverlust, noch zu einem Verlust einer spezifischen Subgruppe in den Spinalganglien kommt. Die Subgruppenverteilung, gemessen an den Markerproteinen TRPV1, Nav1.8, CGRP, CamKIIα, IB4, RIIβ und NF-­200 stellte sich in beiden Phänotypen identisch dar. Zur Feststellung etwaiger Veränderungen in der intrazellulären Signaltransduktion wurden bekannte schmerzsensibilisierende Mediatoren verwendet und ihre Zielproteine PKA-­II und ERK1/2 untersucht. Die PGI2 induzierte Aktivierung von PKA-­II wurde anhand der phosphorylierten Untereinheit pRII gemessen und zeigte in beiden Phänotypen einen identischen, zeitabhängigen Verlauf, der zuerst einem starken Anstieg unterlag und dann innerhalb von 2 h wieder auf die Ausgangsintensität sank. OSM zeigte im STZ-­Modell keine Abweichung in der ERK1/2-­Phosphorylierung im Vergleich zum gesunden Phänotyp. Nach Stimulation mit NGF hingegen kam es zu sehr variablen Ergebnissen. NGF induzierte im STZ-­Modell teilweise wesentlich stärkere ERK1/2-­Phosphorylierung, weshalb dieser Signalweg anschließend noch differenzierter untersucht wurde. NGF bindet an den Rezeptor TrkA und aktiviert so eine Signalkaskade über Proteine und Kinasen wie z. B. Ras, Raf und MEK, die wiederum ERK1/2 aktivieren. Die Rezeptorexpression von TrkA zeigte eine deutlich höhere Ausprägung in kleinen Neuronen und zudem eine Korrelation der Neurone, die auf eine Stimulation mit NGF mit starker ERK1/2-­Phosphorylierung reagierten. Diese Verteilung war auch im STZ-­Modell erkennbar. Die basale ERK1/2 Expression zeigte keine Abweichung. Es wurden außerdem Dosis-­Wirkungs-­Kurven erstellt, in denen erkennbar wurde, dass sich die NGF-­induzierte ERK1/2-­Phosphorylierung dosisabhängig darstellt, es aber nicht zu Abweichungen im STZ-­Modell kommt. Eine weitere, etwas unerwartete Beobachtung betraf die Anzahl der isolierten Neurone. Insgesamt wurden mehr Zellen aus dem STZ-­Modell isoliert.