Quantifizierung von GAP-43 und die postnatale Entwicklung der molekularen Komplexität im auditorischen Hirnstamm der Ratte

Aus klinischen Studien mit Patienten, die wegen einer kongenitalen Taubheit mit einem Cochlea-Implantat versorgt wurden, weiß man, dass das Alter des Patienten ein wichtiger Faktor für das Langzeitergebnis ist. Als Grund für ein besseres Ergebnis bei jüngeren Kindern werden sensible Phasen in der Entwicklung angenommen, in denen das auditorische System über eine besonders große Anpassungsfähigkeit verfügt. Für diese Tatsache muss es auch molekularbiologische Korrelate auf Proteinebene geben. Mittels der zweidimensionalen Elektrophorese (2D-PAGE) von Gewebeproben des Rattenhirns, die Proteine nach ihrem isoelektrischen Punkt und ihrem Molekulargewicht auftrennt, konnten diese gefunden werden. Dafür wurden der Colliculus inferior (IC) als Teil der auf- und absteigenden Hörbahn und, im Vergleich dazu, der Kleinhirnkortex als eine hauptsächlich in motorische Aktivitäten eingebundene Region herangezogen. Im Allgemeinen konnten dabei bestimmte Veränderungen in der molekularen Komplexität, im Speziellen Veränderungen im Expressionsniveau von GAP-43 (Growth associated Protein 43) festgestellt werden. Die molekulare Komplexität steht dabei für die Gesamtzahl der detektierten Proteine und deren co- und posttranslationale Modifikationen. Aus deren Entwicklung über die Zeit lassen sich Informationen über die strukturelle und funktionelle Reifung entnehmen. Mehr spezifische Informationen über die Verknüpfungsstellen der einzelnen Neurone, den Synapsen, enthält der Verlauf des Expressionsniveaus von GAP-43 im Lauf der Ontogenese. GAP-43 ist als Marker für Synaptogenese in der Ontogenese und im Rahmen von Plastizität bekannt. Sowohl die molekulare Komplexität als auch GAP-43 zeigen Veränderungen, die eng mit der funktionellen Entwicklung der Hirnregionen verknüpft sind. Dabei zeigte sich im IC durch das nicht ganz herunterregulierte GAP-43 ein Potential für plastische Umbauprozesse; dieses Potential scheint jedoch in frühen Entwicklungsstadien viel ausgeprägter zu sein. Außerdem haben die Neurone das für die sensible Phase charakteristische Proteinexpressionsmuster später umgestellt, ein Hinweis dafür, dass sie nicht mehr über die molekularen Werkzeuge für Anpassungsvorgänge in vollem Umfang verfügen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage, um GAP-43 und die molekulare Komplexität als molekularen Marker auch nach künstlicher Ertaubung und cochleärer Stimulation von Ratten experimentell zu untersuchen.

Author dc:creator

• Jung, Christian

Contributors dc:contributor

• Illing, Robert-Benjamin

• GAP-43
• Synaptogenese
• Kleinhirncortex
• sensible Phasen
• Cochlear implant
• inferior colliculus
• ontogenesis
• 2d-electrophoresis

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