Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Kidsadagon Pringproa

 

In vitro characterization of a novel murine oligodendrocyte precursor cell line

and its infection with Theiler’s murine encephalomyelitis virus

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-98694

title (ger.)

In vitro Charakterisierung einer neuartigen murinen Oligodendrozyten-Vorläuferzelllinie und ihre Infektion mit dem Theilerischen murinen Enzephalomyelitis Virus

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2010

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/pringproak_ss10.pdf

abstract (deutsch)

Die Infektion empfänglicher Mäuse mit Theiler’s murine Encephalomyelitis Virus (TMEV) stellt ein wichtiges Modell für das Studium der Pathogenese der Multiplen Sklerose (MS) dar. Ähnlich wie bei der MS, manifestiert sich die TMEV-induzierte demyelinisierende Erkrankung zunächst durch immunvermittelte Prozesse, Remyelinisierung ist in der Folge dagegen selten zu beobachten und bleibt gewöhnlich unvollständig. Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (oligodendrocyte precursor cells, OPCs) werden in erhöhter Anzahl innerhalb und außerhalb demyelinisierender Plaques gefunden. OPCs besitzen in diesem Zusammenhang besondere Bedeutung, dass sie bei adulten Säugetieren die potentielle Quelle für reife Oligodendrozytzen darstellen. Zurzeit ist es unbekannt, ob OPCs von TMEV infiziert werden, und wenn ja, wie diese Zellen auf eine solche Infektion reagieren.

In der vorliegenden Arbeit wurde eine neu OPC-Zelllinie mit dem Namen BO-1 von TMEV-empfänglichen SJL/J-Mäusen durch spontane Immortalisierung etabliert. Die Ziele der Studie waren folgende (1) die Charakterisierung des antigenen Phänotyps und der differenzierenden Kapazität von BO-1-Zellen in vitro, (2) die Beschreibung der Empfänglichkeit von BO-1-Zellen für TMEV in Abhängigkeit des antigenen Phänotyps in vitro, und (3) die Beschreibung möglicher Effekte einer TMEV-Infektion auf die oligodendrozytäre Differenzierung von BO-1 Zellen in vitro.

In B104-konditioniertem Medium kultivierte BO-1-Zellen zeigten eine bi- bis multipolare Morphologie und exprimierten verschiedene typische antigene Marker für primäre OPCs in vitro. Obwohl BO1-Zellen nicht auf die Behandlung mit Schilddrüsenhormonen reagierten, wurde die oligodendrozytäre Differenzierung durch Retinsäure, und die astrozytäre Differenzierung in Typ2-Astrozyten durch fötales Kälberserum stimuliert. Außerdem erhöhte die Kokultivierung von BO-1-Zelllen und primären Astrozyten signifikant die Expression Oligodendrozyten-spezifischer Marker in BO-1-Zellen. Dies ist ein Beleg dafür, dass BO-1-Zellen auch nach der Immortalisierung verschiedene, für primäre OPCs typische Merkmale aufwiesen.

TMEV in vitro infizierte vornehmlich BO-1-Zellen, die frühe Marker der Oligodendrozytenentwicklung, wie z.B. A2B5 und NG2, exprimierten. Des Weiteren konnte eine durch TMEV-Infektion reduzierte Differenzierung von BO-1-Zellen in reife Oligodendrozyten beobachtet werden. Dies liefert zum ersten Mal eine Erklärung für die bei der TMEV Infektion in vivo beobachtete begrenzte Remyelinisierung. Weitere, auf die zellulären und molekularen Aspekte der TMEV-Infektion von OPCs abzielende Studien sind erforderlich, für ein besseres Verständnis der Virus-vermittelten Änderungen der zellulären Differenzierung.

 

abstract (englisch)

Infection of susceptible mice with Theiler’s murine encephalomyelitis virus (TMEV) represents an important animal model to study the pathogenesis of multiple sclerosis (MS). Similar to MS, the TMEV-induced demyelinating disease is initiated by immune-mediated processes; remyelination is rarely observed and usually incomplete. Moreover, proliferating oligodendrocyte precursor cells (OPCs) are increased in number in and outside the demyelinating plaques. OPCs are of particular relevance because they are the potential source of new myelin-forming oligodendrocytes in adult mammals. So far, it is not known, whether OPCs are targeted by TMEV, and if yes, how they respond to the infection. In the present study, a novel OPC cell line, termed BO-1, was created from SJL/J TMEV-susceptible mice by spontaneous immortalization. The aims of the study were (1) to characterize the antigenic phenotype and the differentiation capacity of BO-1 cells in vitro, (2) to investigate whether TMEV in vitro targets BO-1 cells displaying a specific antigenic phenotype, and (3) to determine the effects of TMEV infection on the differentiation capacity of BO-1 cells in vitro.

BO-1 cells maintained in B104-conditioned medium displayed a bi- to multipolar morphology and expressed several typical antigenic markers for primary OPCs in vitro. Although BO-1 cells did not respond to thyroid hormone treatment, differentiation towards oligodendrocytes and type-2 astrocytes was promoted by retinoic acid and fetal calf serum, respectively. Moreover, co-culturing of BO-1 cells with primary astrocytes further increased the expression of oligodendrocytic markers, supporting the idea that the immortalized BO-1 cells retained several characteristics of primary OPCs.

TMEV in vitro preferentially infected BO-1 cells expressing early OPC markers, such as A2B5 and NG2. Moreover, TMEV infection inhibited differentiation of BO-1 cells into oligodendrocytes. This observation may help to explain the limited remyelination observed in TMEV-IDD in vivo. Further studies focusing on the cellular and molecular aspects of TMEV infection of BO-1 cells are needed to gain a better understanding of virus mediated alterations of cellular differentiation.

 

keywords

Oligodendrozyten-Vorläuferzellen, murinen, Theilerischen murinen Enzephalomyelitis Virus; Oligodendrocyte precursor cells, murine, Theiler’s murine encephalomyelitis virus

kb

1.516