Impact of GDNF family receptor alpha1 for the development of cortical GABAergic interneurons in the mouse brain
Final Report Abstract
Veränderungen inhibitorischer corticaler Interneurone wurden mit psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen wie z.B. Epilepsie, Schizophrenie, bipolarer Depression und Autismus in Verbindung gebracht. Um die Ursache dieser Erkrankungen zu verstehen und neue therapeutische Ansätze zu entwickeln, ist es unerlässlich, die Entwicklung der Interneurone genau zu verstehen. Ziel meiner im Förderungszeitraum durchgeführten Analysen war die Beschreibung der Funktion des glial derived neurotrophic growth factor (GDNF)‐Rezeptors α1 (GFRα1) für die Entwicklung corticaler, Parvalbumin‐positiver Interneurone in vivo. Es wurde bereits im Vorfeld meiner Arbeiten gezeigt, dass in einem teilweise GFRα1‐defizienten Mausmodell (CisOnly) Regionen ohne Parvalbumin‐positive Interneurone auftreten. Zunächst untersuchte ich mit Hilfe eines genetischen fate mapping, ob GFRα1‐positive MGE‐Zellen sich postnatal zu Parvalbumin‐positiven corticalen Interneuronen entwickeln. Es wurde angenommen, dass Zellen der Eminentia ganglionaris medialis (MGE) während der Migration in den Cortex die GFRα1‐Expression einstellen. Ich habe Tamoxifen‐induzierbare GFRα1CreERT2‐Mäuse verwendet, in denen durch einen knock in die Östrogen‐Rezeptor‐gekoppelte Cre‐Rekombinase unter Kontrolle des GFRα1‐ Promoters exprimiert wird. Nach Tamoxifen‐Induktion während der Embryonalentwicklung wurden im adulten Cortex jedoch keine ehemals GFRα1‐ positiven Zellen gefunden, die morphologisch und immunhistochemisch als Parvalbumin‐positive Interneurone charakterisiert werden konnten. Vielmehr entdeckte ich im Cortex Oligodendrocyten, welche offensichtlich zum Zeitpunkt der Induktion GFRα1 exprimierten. Durch Transplantation von embryonalen MGE‐Vorläuferzellen in den postnatalen Cis‐ Only Cortex versuchte ich zwischen einem zellautonomen und nicht‐zellautonomen Mechanismus, welcher zu „Parvalbumin‐Löchern“ in Cis‐Only Mäusen führt, zu unterscheiden. Die Transplantation konnte erfolgreich etabliert werden, jedoch konnte ich im Laufe der fortschreitenden Arbeiten die beschriebenen Parvalbumin‐Löcher in Cis‐Only Mäusen nicht reproduzieren, was die Analyse der Transplantationsexperimente unmöglich machte. Durch Analyse conditionaler GFRα1 knockout Mäuse mit für GABAerge Interneurone spezifischem GFRα1 knockout sollten zusätzliche Erkenntnisse zur Rolle von GFRα1 in der Interneuronentwicklung und –funktion gewonnen werden. Nach Einkreuzen von „gefloxten“ GFRα1 Mäusen in zwei verschiedene Interneuron‐spezifische Cre‐Linien wurde die Reduktion von GFRα1 immunhistochemisch bestätigt. Die Analyse adulter conditionaler GFRα1 knockout Mäuse ergab jedoch in ersten Analysen keine Veränderungen in der Anzahl oder Verteilung Parvalbumin‐positiver Interneurone. Ebenfalls wurden in conditionalen GFRα1 knockout Mäusen keine Parvalbumin‐Löcher gefunden. Durch methodische Schwierigkeiten und fehlende Reproduzierbarkeit des beschriebenen Phänotyps GFRα1‐defizienter Mäuse konnte ich in meiner Arbeit nicht klären, ob GFRα1 in vivo eine Rolle bei der Migration oder Differenzierung corticaler Interneurone spielt.
