Motor neuron differentiation in the developing and the regenerating adult spinal cord of zebrafish Danio rerio (HAMILTON, 1822) ; Motorneurondifferenzierung in Entwicklung und adulter Regeneration des Rückenmarks von Danio rerio (HAMILTON, 1822)

Im Gegensatz zu Säugetieren besitzt der Zebrafisch die Fähigkeit zur funktionellen Rückenmarksregeneration. Dabei sind Motorneurone ein wichtiger postsynaptischer Zelltyp für Axone die vom Hirnstamm her regenerieren. Das Ziel dieser Arbeit war es zu analysieren, ob Motorneurone im lädierten Rückenmark regenerieren und die Differenzierungssignale für Motorneurone während der adulten Regeneration und der Embryonalentwicklung zu erforschen. Es konnte gezeigt werden, dass grosse, differenzierte Motorneurone nach einer kompletten Rückenmarksdurchtrennung vorübergehend verloren gehen und nach erfolgter Regeneration wieder nachweisbar sind. Um dies zu zeigen, wurden transgene Tiere mit Reportergenen für die Motorneuronmarker HB9 bzw. islet-1 und immunhistochemische Marker zur Darstellung von Motorneuronen verwendet. Diese Beobachtungen legen die Vermutung nahe, dass Motorneurone durch verletzungsbedingten Zelltod verloren gehen und dann im Zuge der Regeneration ersetzt werden. Tatsächlich kann eine transiente, massive Zunahme kleiner, undifferenzierter Motorneurone beobachtet werden. Mit Hilfe des Proliferationsmarkers Bromodeoxyuridine (BrdU) konnte nachgewiesen werden, dass diese undifferenzierten Motorneurone neu gebildet wurden. Eine signifikante verletzungsbedingete Prolifertation wurde nur am Ventrikel festgestellt. Ferner zeigte sich durch „lineage tracing“, dass eine olig2 exprimierende Subpopulation der ventrikulären Ependymo-Radialgliazellen die vermutlichen Stammzellen oder Progenitorzellen für Motorneurone im Rückenmark darstellen. Eine Rückenmarksdurchtrennung im adulten Zebrafisch führt zu einer Erhöhung der Expression von sonic hedgehog (shh), einem Differenzierungssignal für Motorneurone während der Embryonalentwicklung. Intraperitoneale Injektion des shh -Antagonisten Cyclopamin während der Regeneration blockiert diesen Signalweg und führt zu einer signifikanten Reduktion der Proliferation von Progenitorzellen sowie der Motorneurondifferenzierung. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass shh eine ...