Beim primären Offenwinkelglaukom (POWG) führt ein zu hoher intraokulärer Druck (IOD) des Bulbus zur Schädigung der Axone der retinalen Ganglienzellen im Bereich der Lamina cribrosa, wo die Axone im N. opticus den Bulbus verlassen. Vermutlich erhöht der IOD die mechanische Belastung der Axone, was beim POWG dann nicht mehr kompensiert werden kann. In der Lamina cribrosa ordnen sich die Axone zu ...
Abstract (German)
Beim primären Offenwinkelglaukom (POWG) führt ein zu hoher intraokulärer Druck (IOD) des Bulbus zur Schädigung der Axone der retinalen Ganglienzellen im Bereich der Lamina cribrosa, wo die Axone im N. opticus den Bulbus verlassen. Vermutlich erhöht der IOD die mechanische Belastung der Axone, was beim POWG dann nicht mehr kompensiert werden kann. In der Lamina cribrosa ordnen sich die Axone zu Bündeln an, die von Astrozyten umhüllt werden. Diese zeigen den Phänotyp von fibrillären Astrozyten mit einem umfangreichen Zytoskelett aus Intermediärfilamenten, die hauptsächlich aus Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP) bestehen. Im Mausauge entspricht der Lamina cribrosa die gliale Lamina, ein Teil des N. opticus mit einem Durchmesser von in etwa 100 µm und eine Länge von 50 µm. Bisherige Befunde der Arbeitsgruppe zeigen, dass Mäuse mit einer gentechnisch induzierten Defizienz von GFAP auch unter normalen Bedingungen kontinuierlich Axone des Sehnervens verlieren. Um mehr Informationen über die molekularen Veränderungen des glialen Lamina bei GFAP-Defizienz der Maus zu erhalten, wäre eine Bestimmung der Gesamtheit der Proteine (Proteom) der glialen Lamina hilfreich. Dies ist aber auf Grund der geringen Größe des Gewebes am Mausauge technisch sehr anspruchsvoll. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher zu untersuchen, ob es technisch überhaupt möglich ist ein Protokoll zu entwickeln, das die spezifische Isolierung der glialen Lamina der Maus mit der Methode des Laser Micro-Dissection Pressure Catapulting (LMPC) erlaubt, und zwar mit einer Proteinmenge und -qualität, die eine massenspektroskopische Bestimmung des Proteoms ermöglicht. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass dies möglich ist, wenn dazu die Parameter Cut: 75; LPC: 97 der LMPC zur Anwendung kommen. Für jeden Bulbus müssen dann mindestens 6-10 Gewebeschnitte gesammelt werden. Für die daran anschließende Proteomanalyse sind jeweils zwei Proben von GFAP-defizienten und Wildtyp-Mäusen notwendig. Jede Probe beinhaltet dann Dissektionsmaterial aus vier enukleierten Augen, somit mindestens 24 Gefrierschnitten. Erste vorläufige Daten der Proteomanalyse zeigen, dass das Intermediärfilament Vimentin, als weiteres Intermediärfilament, bei den GFAP-defizienten Mäusen vermehrt nachweisbar ist, um vermutlich den Verlust an GFAP zu kompensieren. Fibrillin-1, F- Actin, Caveolin-1 und Kollagen-alpha-1(III) sind dagegen verringert bzw. in kaum nachweisbaren Mengen vorhanden.
Insgesamt ermöglichen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit eine umfassende Analyse des Proteoms der glialen Lamina der Maus.
Translation of the abstract (English)
In primary open-angle glaucoma (POAG), elevated intraocular pressure (IOP) is related to damage to the axons of the retinal ganglion cells in the area of the lamina cribrosa at the optic nerve head, where the axons exit the eye. IOP likely increases the mechanical stress on the axons, leading to damage in POAG. In the lamina cribrosa, the axons arrange themselves into bundles that are surrounded ...
Translation of the abstract (English)
In primary open-angle glaucoma (POAG), elevated intraocular pressure (IOP) is related to damage to the axons of the retinal ganglion cells in the area of the lamina cribrosa at the optic nerve head, where the axons exit the eye. IOP likely increases the mechanical stress on the axons, leading to damage in POAG. In the lamina cribrosa, the axons arrange themselves into bundles that are surrounded by astrocytes. These show the phenotype of fibrillar astrocytes with an extensive cytoskeleton of intermediate filaments, mainly glial fibrillary acidic protein (GFAP). In the mouse eye, the lamina cribrosa corresponds to the glial lamina, a part of the optic nerve with a diameter of approximately 100 µm and a length of 50 µm. Previous findings from the working group show that mice with a genetically induced deficiency of GFAP continuously lose axons of the optic nerve with increasing age without elevated IOP. In order to obtain more information about the molecular changes in the glial lamina of GFAP deficient mice, it would be helpful to be able to analyze the proteome of the glial lamina. However, this is technically very demanding due to the small size of the tissue. The aim of the present work was therefore to investigate whether it is technically possible to develop a protocol that allows the specific isolation of the glial lamina of the mouse using the method of Laser Micro-Dissection Pressure Catapulting (LMPC), resulting in a protein quantity and quality that enables further proteome analysis.
In the present work it was shown that this is possible if the parameters Cut: 75; LPC: 97 of the LMPC are applied. At least 6-10 tissue sections must be collected for each eye. For the subsequent proteome analysis, samples from four eyes are necessary, so each sample contains at least 24 frozen sections. First preliminary data from the proteome analysis show that the intermediate filament vimentin, is increased in the glial lamina of GFAP-deficient mice, most likelycompensating for the loss of GFAP. Fibrillin-1, F-actin, caveolin-1 and collagen alpha-1(III), on the other hand, are reduced or are present in barely detectable amounts.
Overall, the results of the present work enable a comprehensive analysis of the proteome of the mouse glial lamina in the future.
![[img]](https://epub.uni-regensburg.de/style/images/fileicons/application_pdf.png)
Download Statistics