Protein-Überexpression bewegt Ependymzellen

27. Januar 2015
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Bewegliche Ependymzellen sind in der Lage, durch Verletzungen entstandene Löcher in der Wand der Gehirnventrikel zu schließen. Dieser Befund im Modellorganimus könnte beispielsweise helfen, die Entstehung von Hydrocephalen und Hirnschwellungen besser zu verstehen.

Dr. Viktoria Szabolcsi aus der Forschungsgruppe von Prof. Marco Celio am Departement für Medizin der Université de Fribourg konnte im Mäusegehirn zeigen, dass mechanische Verletzungen der Gehirnventrikel durch bewegliche Ependymzellen geheilt werden. Ependymzellen sind eine spezialisierte Form von Epithelgewebe, welche die Gehirnventrikel auskleiden.

Die einschichtigen Ependymzellen besitzen bewegliche Zilien, sind hochspezialisiert und können kaum regenerieren. Sie dienen als wichtige Barriere zwischen Liquor und Gehirn. Da sich Ependymzellen nicht vermehren können, führt ihr Verlust irreversibel zu Narbenbildungen, Gehirnschwellungen (Ödeme) oder auch Ventrikelerweiterungen (Hydrocephalus). In den letzten zwanzig Jahren haben Ependymzellen erhöhte Aufmerksamkeit erhalten, ihr genaues Verhalten in Bezug auf Hirnverletzungen und -erkrankungen ist aber noch weitgehend unbekannt.

Heilung durch Bewegung

Dr. Szabolcsi fand heraus, dass mechanische Läsionen der Ependymzellen im Mäusegehirn zur Überexpression von Parvalbumin führen, einem Calcium bindenden Protein, das in spezifischen Typen von Nervenzellen und schnell zuckenden Muskeln vorkommt. Die Überexpression von Parvalbumin verleiht den Ependymzellen eine erhöhte Beweglichkeit und führt so zum schnellen Verschluss der Wunde.

In Parvalbumin defizienten Mäusen ist dieser Reparaturprozess beeinträchtigt, was die Rolle dieses Proteins für die zelluläre Motilität unterstreicht. Da eine auf Vermehrung basierende Wundheilung der Ependymschicht unmöglich ist, könnte die erhöhte zelluläre Motilität als alternative Reparaturmöglichkeit von großer Bedeutung sein. 
Die Resultate von Dr. Szabolcsi werden Untersuchungen über die Rolle des Parvalbumins in Zusammenhang mit Gehirnödemen und Hydrocephalen nach sich ziehen. Außerdem könnte Parvalbumin auch als potentieller diagnostischer Marker von ependymal bedingten Pathologien Verwendung finden.

Originalpublikation:

De novo expression of parvalbumin in ependymal cells in response to brain injury promotes ependymal remodeling and wound repair
Viktória Szabolcsi et al.; Glia, doi: 10.1002/glia.22768; 2014

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Medizin, Neurologie

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