Corticosteroidrezeptor-abhängige Expressionsregulation des sekretorischen Zelladhäsionsmoleküls Ependymin im Hinblick auf die Gedächtnisbildung bei Teleostei
Ependymine sind sekretorische Zelladhäsionsmoleküle, die den Hauptproteinanteil in der Extrazellulärflüssigkeit im Zentralnervensystem vieler Knochenfische (Teleostei) ausmachen. Sie sind an der Gedächtnisbildung, an der synaptischen Plastizität und an neuronalen Regenerationsprozessen beteiligt. Studien zeigten, dass die Ependymin-Expression auf mRNA-Ebene nach aversiver Verhaltenskonditionierung und anderen Lernereignissen in der inneren Schicht der Endomeninx ansteigt. Anschließend kommt es zur Sekretion und Umverteilung des Proteins im neuralen Parenchym. Demgegenüber führt eine Stressprozedur mit gleichen aber randomisierten Stimuli zu einer verminderten Ependymin-Expression. Infolgedessen wurde die Hypothese aufgestellt, dass Glucocorticoide an der Regulation der Ependymin-Expression beteiligt sind. Zur Untersuchung dieser Regulationsmechanismen wurde in der vorliegenden Arbeit ein Isolierungsverfahren etabliert, um Primärkulturen mit Ependymin-exprimierenden Zellen der Endomeninx von Goldfischen zu kultivieren. Immuncytochemisch wurden in diesen Kulturen vier unterschiedliche Ependymin-exprimierende Zelltypen nachgewiesen, die zur Fibroblasten- bzw. zur Monozyt-Makrophagen-Linie gehören. Weiterhin konnte mittels RT-qPCR und Radioimmunassay aufgezeigt werden, dass die Ependymin-Expression in den Primärkulturen im Zeitverlauf stark abnimmt, während die Ependymin-Immunreaktivität an den Zellen zunimmt. Das deutet auf eine Aggregation von Ependymin-Molekülen an meningealen Zellen, wodurch eine Feedback-Hemmung induziert wird. Um den Einfluss von Glucocorticoiden auf die Ependymin-Expression zu untersuchen, wurden die Primärkulturen mit Cortisol, Corticosteron und einem Glucocorticoidrezeptor-Antagonisten (RU486) behandelt. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Cortisol die Ependymin-Expression auf mRNA-Ebene Dosis-abhängig in einem invertierten U-förmigen Verlauf reguliert. Vermutlich verursachen moderate Konzentrationen an Cortisol über eine Aktivierung des Mineralcorticoid-Rezeptors eine Transaktivierung der Ependymingene, während sehr hohe Konzentrationen durch zusätzliche Aktivierung des Glucocorticoid-Rezeptors transreprimierend wirken. Da de novo-synthetisierte Ependymin-Moleküle essentiell für die Gedächtniskonsolidierung sind, könnte die Cortisol-vermittelte Regulation deren Expression ein Schlüsselmechanismus zur Integration von Stressreaktionen in die Gedächtnisbildung darstellen. Die Bedeutung von Lernsituationen und neu erlernten Verhaltensweisen werden durch vorherrschende Cortisol-Konzentrationen und der dadurch regulierten Ependymin-Expression vom Nervensystem evaluiert. Dieser Mechanismus führt vorzugsweise zur Konsolidierung von erfolgreichen Vermeidungsstrategien und erlaubt dadurch eine bessere Anpassung an sich ändernden Umweltbedingungen.
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