Die Rolle von microRNAs für die Umprogrammierung von Müllergliazellen zu Nervenzellen in der postnatalen Retina der Maus: Zellanalysen in vitro und in vivo

• Antragstellerin: Dr. Stefanie Wohl
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Augenheilkunde ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259990820

MicroRNAs (miRNAs) sind kleine, nicht-kodierende RNA Moleküle, die als translationale Repressoren agieren und eine bedeutende Rolle bei der Entstehung sowie für die Funktion von verschiedenen Gewebearten spielen. Neueste Studien haben gezeigt, dass miRNAs mehrere Schlüsselereignisse regulieren, und zwar während der retinalen Entwicklung sowie speziell für die Funktion der Photorezeptoren. Außerdem sind miRNAs bei Regenerationsprozessen eines spezialisierten Zelltyps der Retina, den Müllergliazellen, involviert, wie Studien an der Zebrafischretina belegen. Müllergliazellen der Fischnetzhaut können zu Vorläuferzell-artigen Zellen de-differenzieren und sind im Stande, geschädigte Nervenzellen nach einer Schädigung zu ersetzen. Dieses Phänomen wird als Transdifferenzierung oder regulierte Umprogrammierung bezeichnet. Letzteres ist jedoch zutreffender, da Transdifferenzierung eine direkte Umwandlung von einem Zelltyp in einen anderen Zelltyp impliziert. Schlüsselregulatoren für diesen Prozess sind miRNAs. In Säugetieren allerdings scheint dieses Potential der Regeneration von Neuronen aus Müllergliazellen unterdrückt zu werden. Die zu Grunde liegenden Mechanismen sind noch unbekannt. Bisher liegen keine Studien vor, welche die Rolle der miRNAs in Müllergliazellen von Säugern zum Gegenstand haben. Das Ziel dieses Antrags ist die Identifizierung der miRNAs, die in murinen Müllerzellen exprimiert werden um zu klären, 1. ob spezifzische miRNAs die Umprogrammierung von Müllergliazellen der Maus unterdrücken und 2. ob eine Überexpression von miRNAs, die für die Induktion von Neurogeneseprozessen erforderlich sind, zur Umprogrammierung von murinen Müllergliazellen zu Vorläuferzellen und/oder reifen Nervenzellen führt. Die Experimente zur Überexpression oder zum gezielten Ausschalten sollen mittels lentiviralem Gentransfer oder durch RNA Transfektion realisiert werden. Vielversprechende miRNA Kandidaten, die bereits für andere Zelltypen beschrieben wurden und hier gezielt getestet werden sollen, sind let-7 als Regenerationsrepressor und miR-124, als Neurogeneseaktivator. Dabei ist vorgesehen sowohl an Primärkulturen von Müllergliazellen, die von 12 Tage alten Mäusen stammen, als auch an adulten Mäusen zu arbeiten, die einer N-Methyl-D-Aspartat (NMDA) Schädigung unterliegen. Die Zellanalysen werden mittels RT-qPCR, Western Blot und Immunfluoreszenzfärbungen mit anschließender konfokaler Mikroskopie erfolgen. Um den vollständigen Satz der miRNAs aufzuschlüsseln, der von murinen Müllergliazellen exprimiert wird, sowie neue potentielle Kandidaten für die Umprogrammierung von Müllergliazellen zu identifizieren, wird die Next Generation RNA-Sequenzierung Anwendung finden. Die vorgeschlagenen Experimente werden Aufschluss über die molekulare Regulation des Müllergliazellstatus geben und darüber, ob miRNAs als Werkzeug für die erfolgreiche Umprogrammierung von Müllergliazellen der Maus eingesetzt werden können, um Netzhautgewebe nach Schädigung zu regenerieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Thomas A. Reh, Ph.D.