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Rosenhammer, Bernd

Morphologische und molekulare Untersuchungen zur Funktion von Myocilin und Olfactomedin-1 (Pancortin) in der Netzhaut

Rosenhammer, Bernd (2015) Morphologische und molekulare Untersuchungen zur Funktion von Myocilin und Olfactomedin-1 (Pancortin) in der Netzhaut. PhD, Universität Regensburg.

Date of publication of this fulltext: 12 Jan 2015 17:53
Thesis of the University of Regensburg
DOI to cite this document: 10.5283/epub.31215


Abstract (German)

Myocilin und Olfactomedin-1 (Pancortin) sind Proteine der Olfactomedin-Familie, deren Funktionen bisher weitgehend unbekannt sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher mit Hilfe von Myocilin⁻l⁻-Mäusen versucht, Erkenntnisse über deren Funktion zu gewinnen. Da beide Proteine in der Netzhaut lokalisiert sind und im Falle von Myocilin Gen-Mutationen beim Menschen zur schwerwiegenden ...

Myocilin und Olfactomedin-1 (Pancortin) sind Proteine der Olfactomedin-Familie, deren Funktionen bisher weitgehend unbekannt sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher mit Hilfe von Myocilin⁻l⁻-Mäusen versucht, Erkenntnisse über deren Funktion zu gewinnen. Da beide Proteine in der Netzhaut lokalisiert sind und im Falle von Myocilin Gen-Mutationen beim Menschen zur schwerwiegenden Glaukom-Erkrankung führen können, die mit einer Schädigung der Netzhaut einhergeht, wurde ein besonderes Augenmerk auf dieses Gewebe gelegt. Morphologische Untersuchungen von Myocilin⁻l⁻-Mäusen deckten einen neuen, bisher unbekannten Phänotyp auf: So enthalten deren Sehnerven mehr Axone und deren Netzhäute mehr Neuronen in allen Schichten im Vergleich zu den Wildtypen. Der Grund für diesen Befund scheint eine Modulierung des ontogenetischen Zelltods zu sein. TUNEL-Färbungen zeigten, dass Myocilin⁻l⁻-Mäuse zu verschiedenen Zeitpunkten weniger apoptotische Zellen in der Netzhaut aufweisen als die Wildtypen. In weiteren Versuchen wurde deutlich, dass sich die Myocilin-Defizienz nicht nur in der Entwicklung protektiv auswirkt, sondern auch nach Schädigung der retinalen Ganglienzellen durch NMDA und der Photorezeptoren durch Licht. Die Vermutung, dass Myocilin eine pro-apoptotische Rolle spielen könnte, wurde durch in vitro-Experimente bestätigt, in denen RGC-5-Zellen mit Myocilin-haltigem Überstand aus HEK293-Zellen behandelt wurden und dabei in höherem Maße in Apoptose eintraten als die Zellen mit Kontrollbehandlungen. Der Versuch, Signalwege zu identifizieren, die während der Entwicklung für das Überleben der Neurone in den Myocilin⁻l⁻-Tieren verantwortlich sind, blieb insgesamt ohne eindeutiges Ergebnis.
Im Gegensatz zu Myocilin⁻l⁻-Mäusen zeigen Pancortin-defiziente Mäuse, die eine mutierte Form des Proteins exprimieren, keine morphologischen Auffälligkeiten in der Netzhaut. Vorversuche der Arbeitsgruppe legen allerdings nahe, dass diese Tiere sensibler auf eine Licht-induzierte Schädigung der Photorezeptoren reagieren als Wildtypen. Dieser Befund wurde anhand von TUNEL-Färbungen voll bestätigt. Die Vermutung, dass Pancortin aufgrund seiner Lokalisation in der Interphotorezeptor-matrix die Rhodopsin-Regeneration beeinflusst, konnte nicht bestätigt werden.
Insgesamt wurde in der Arbeit deutlich, dass die beiden untersuchten Olfactomedine unterschiedliche, aber spezifische Wirkungen auf die Netzhaut aufweisen.

Translation of the abstract (English)

Myocilin and Olfactomedin-1 (Pancortin) are two proteins of the Olfactomedin family whose functional properties are widely unknown. Using Myocilin- and Pancortin-deficient mice the aim of this study was to investigate the functional role of those proteins. As both proteins are located within the retina and mutations in the Myocilin gene are associated with glaucoma, a severe desease leading to ...

Myocilin and Olfactomedin-1 (Pancortin) are two proteins of the Olfactomedin family whose functional properties are widely unknown. Using Myocilin- and Pancortin-deficient mice the aim of this study was to investigate the functional role of those proteins.
As both proteins are located within the retina and mutations in the Myocilin gene are associated with glaucoma, a severe desease leading to retinal degeneration and irreversible blindness, special emphasis was given to this structure.
Morphological data demonstrate an ocular phenotype in Myocilin⁻l⁻ mice: In those animals the number of axons within the optic nerve and the number of neurons in the retina is increased compared to wildtype littermates. These findings may be explained by a modulation of the ontogenetic or programmed cell death. TUNEL-stainings at different stages of retinal development confirm a reduction of apoptotic cells in Myocilin⁻l⁻ mice compared to wildtypes. Moreover, Myocilin⁻l⁻ mice are not only protected against apoptotic cell death during development, but also against retinal damage by NMDA-injection and light damage. The assumption of a pro-apoptotic role of Myocilin was checked by in vitro experiments. Therefore RGC-5 cells were treated with a Myocilin-containing medium under serum-free conditions in order to induce apoptosis. In this experiment the incidence of apoptosis was increased compared to treatment with a control medium. Several signaling pathways were checked to identify a mechanism which may be responsible for the neuronal survival in Myocilin⁻l⁻ mice during development. The experiments however revealed no significant alterations in the transgenic animals.
In contrast to Myocilin⁻l⁻ mice, Pancortin-deficient mice expressing a mutant form of Pancortin show no morphological abnormalities in the retina. Previous investigations by our group lead to the assumption that Pancortin-deficient mice are more sensitive towards light damage compared to wildtypes. This could be confirmed by TUNEL stainings showing an increased number of apoptotic photoreceptors in the transgenic animals. Though localized within the interphotoreceptor matrix Pancortin does not affect Rhodopsin regeneration.
To sum up the data revealed different but specific effects of olfactomedins on the retina.


Involved Institutions


Details

Item typeThesis of the University of Regensburg (PhD)
Date12 January 2015
RefereeProf. Dr. Ernst R. Tamm
Date of exam15 December 2014
InstitutionsBiology, Preclinical Medicine > Institut für Anatomie > Lehrstuhl für Humananatomie und Embryologie > Prof. Dr. Ernst Tamm
KeywordsOlfactomedine, Netzhaut, Apoptose, Olfactomedin-domain containing proteins, retina, apoptosis
Dewey Decimal Classification600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
StatusPublished
RefereedYes, this version has been refereed
Created at the University of RegensburgYes
URN of the UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-312150
Item ID31215

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