Genexpressionsanalyse an humanen Neuroblastomzellen nach 6-Hydroxydopamin-Behandlung

Abstract

Morbus Parkinson ist eine chronische neurodegenerative Erkrankung, die durch einen Verlust der dopaminergen (DA) Neurone in der Substantia nigra pars compacta, gekennzeichnet ist. Die Ätiologie ist bisher weitgehend unbekannt. Die Behandlung von Nervenzellen mit 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) ist ein etabliertes in vivo und in vitro Modell, um die Auswirkungen des oxidativen Stresses in M. Parkinson Gehirnen nachzuahmen. Um die nachgeschalteten Ereignisse in Zellen nach Exposition mit 6-OHDA zu charakterisieren, haben wir die dopaminerge humane Neuroblastomzell-Linie (SH-SY5Y Zellen) mit 6-OHDA behandelt und anschließend das Profil der Genexpression mittels der reversen arbiträren geprimten Polymerasen-Kettenreaktion (RAP-PCR) ermittelt. Mit der RAP-PCR können die Unterschiede in der Genexpression zwischen zwei oder mehreren Proben ermittelt werden. Reproduzierbare Unterschiede in der Genexpression der mit 6-OHDA behandelten Zellen (die Behandlung erfolgte mit 50μM bzw. 100μM 6-OHDA über 24h) zeigten sich im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen. Von diesen wiesen 23 Sequenzen eine hochsignifikante Homologie zu bekannten humanen Kodierungssequenzen auf. Die Ergebnisse wurden mittels RT-PCR, Real-time PCR und Western-Blot Analyse bestätigt. In vier Fällen [Tumoregulin-1 (TMEFF-1), Collapsin response mediator protein 1 (CRMP-1), Neurexin-1 und Phosphoribosylaminoimidazolsynthetase (GART)] wurde eine suppressive Regulation auf mRNA- sowie auf Proteinebene festgestellt. Dies bestätigte, dass die Regulierung, die sich in der RAP-PCR zeigte, nicht nur auf die Transkriptionsebene beschränkt ist, sondern sich auch auf die entsprechende Proteinebene erstreckt. Es bestätigt sich somit, dass die von uns angewandte RAP-PCR als Methode zur Analyse der differentiellen Genexpression von SH-SY5Y im 6-OHDA-Schädigungsmodell in vitro geeignet ist.<br /> Diese vier Proteine, die z.T. erstmalig in Bezug in dem Toxizitätsmodell identifiziert wurden, konnten als Proteine charakterisiert werden, die auch physiologisch eine Rolle im Zelluntergang Substantia nigra Neuronen spielen könnten. Weitere Studien für die physiologische Rolle der identifizierten Gene und ihren Einfluss auf die Neurodegeneration im M. Parkinson sind allerdings nötig.