Einfluss des Neurofibromatose Typ 2 Proteins auf die Purkinjezellmorphologie im Kleinhirn der Maus

Abstract

Seit fast zehn Jahren ist bekannt, dass das Neurofibromatose Typ 2 (NF2) Genprodukt, auch Merlin genannt, im Zentralnervensystem exprimiert wird. In cerebellären Purkinjezellen wurde eine negative Korrelation der Expression mit der Reifung von Purkinjezellneuronen dargelegt. Bisher gab es jedoch keine experimentellen Belege, die eine Funktion von Merlin im Zentralnervensystem in vivo nachgewiesen hätten.<br /> Da Merlin für die Entwicklung eines Organismus essentiell ist und Merlin defiziente Mäuse die Embryonalentwicklung nicht überleben, wurden im Rahmen dieser Arbeit Mäuse genutzt, die spezifisch die Isoform1 von <em>Nf2</em> nicht synthetisieren können (<em>Nf2 Iso1</em> Mausmodell). Diese Mäuse zeigen keine auffälligen Verhaltensanomalien und sind fertil.<br /> Die nach standardisierten immunhistochemischen Verfahren durchgeführten morphologischen Analysen und morphometrischen Auswertungen der Purkinjezellen von <em>Nf2 Iso1</em> defizienten Mäusen zeigten, dass Knockouttiere zeitabhängig zwar dezente, aber gut messbare Unterschiede in der Dendritenmorphogenese aufwiesen. Die Molekularschichtdicke war postnatal in den <em>Nf2 Iso1</em> defizienten Purkinjezellen im Vergleich zu den Wildtyp-Purkinjezellen um 23% vergrößert. Junge <em>Nf2 Iso1^-/-</em> Purkinjezellen waren weiter differenziert und zeigten entsprechend eine höhere Bifurkationsvarianz. Im Laufe der Entwicklung drehte sich dieser Entwicklungsvorschub um, so dass adulte<em> Nf2 Iso1</em> defiziente Purkinjezellen eine um 19% dünnere Molekularschicht sowie kleinere Purkinjezellen mit weniger Volumen ausbildeten. Parallel waren in <em>Nf2 Iso1</em> defizienten Purikinjezellen höhere Dendritenordnungen zu finden und damit um 15% kürzere euklidische Distanzen zwischen Dendritenverzweigungspunkten und Soma. Zudem waren die Segmentlängen der Dendriten von Knockout-Purkinjezellen um 7.5% verkürzt. Ebenfalls ließen sich Veränderungen in physiologisch-morphologischen Parametern wie Bifurkationswinkel, Neigungswinkel und Rall Power nachweisen, die auf unterschiedliche elektrophysiologische Signalleitung schließen lassen.<br /> Im Rahmen dieser Arbeit konnte folglich erstmals in einem in vivo Mausdmodell gezeigt werden, dass Merlin weniger an der Etablierung der Grundstruktur eines Dendritenbaumes beteiligt ist, sondern vielmehr die Feinstruktur der Dendritenentwicklung steuert.<br /> Gerade diese morphologischen Unterschiede im Feinbau des Dendriten von Wildtyptieren und <em>Nf2</em> Isoform 1 spezifischen Defizienzmutanten unterstützen die seit geraumer Zeit existierende Hypothese, dass <em>Nf2</em> Mutationen oder genetische Variationen dieses Gens an der Ausbildung subtiler neuropsychiatrischer Erkrankungen beteiligt sind.