Untersuchung der Endplattenmorphologie und der Zelltodmechanismen in der PARL-Knockout-Maus

Abstract

<em>Presenilin-associated rhomboid-like protein/PINK1/PGAM5-associated rhomboid-like protease</em>, kurz PARL, ist eine mitochondriale Protease, die auch in der Zelltodregulation eine Rolle spielt. PARL-Knockout-Mäuse zeigen starke neurogene Muskeldegeneration. Die auftretende Neurodegeneration betrifft ausschließlich Basalganglien, Diencephalon und Stammhirn und erklärt nicht das Ausmaß des Muskelphänotyps. Ein Ziel dieser Arbeit war es, durch Untersuchung von Anzahl und Morphologie der Endplatten als Kommunikationspunkt zwischen Nerven und Muskel Aufschluss über die Hintergründe des Muskelphänotyps zu erhalten. Auch ist der Modus der Neurodegeneration ungeklärt: Bisher wurden Apoptose und Nekrose diskutiert. Diese Arbeit untersucht zusätzlich weitere Zelltodmechanismen die mit PARL, seinen Substraten oder der mitochondrialen Homöostase in Verbindung stehen. Zur Untersuchung der Endplattenmorphologie wurden Nahaufnahmen einzelner immunfluoreszenzgefärbter Endplatten des <em>Musculus quadriceps femoris</em> angefertigt und dreidimensional morphologisch ausgewertet. Die Endplatten wurden händisch mit Hilfe von Übersichtsaufnahmen gezählt. Die Zelltodmechanismen wurden anhand von Western Blots in den betroffenen Geweben Muskel, Striatum, Diencephalon und Stammhirn, sowie Großhirn zur Kontrolle mit jeweils Mechanismus-spezifischen Markern untersucht. Die Endplatten der Knockout-Tiere waren kleiner und weniger komplex aufgebaut, zeigten aber mehr Überschneidung zwischen Prä- und Postsynapse. Dieses Ergebnis ähnelt Endplatten aus Muskeln mit gestörter Propriozeption, wie beispielsweise bei einer Kamptokormie, die bei Amyotropher Lateralsklerose (ALS) und Parkinson auftreten kann. Endplatten bestimmter ALS-Modellmäuse zeigen ähnliche Veränderungen. Bei den Zelltodmechanismen konnte keiner der untersuchten Mechanismen als primär ablaufender Mechanismus nachgewiesen werden, allerdings fand sich ein weiteres Mal kein Hinweis auf Apoptose.