Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchung GABAerger Neurone im Piriformen Cortex und anderen Epilepsie-relevanten Gehirnregionen der Ratte in verschiedenen Modellen der Temporallappenepilepsie

Freichel, Christian

Eine reduzierte GABAerge Inhibition wird als eine mögliche Ursache der Entstehung von Temporallappenepilepsien des Menschen vermutet. Diese Erkrankung resultiert in komplex-fokalen Anfällen, die sich häufig durch Therapieresistenz auszeichnen. Der PC stellt eine Hirnregion dar, der im Zusammenhang mit der Entstehung und Ausbreitung von Krampfaktivität eine bedeutende Rolle beigemessen wird. Ein früher beschriebener dauerhafter Verlust GABA-immunreaktiver Neurone im zentralen PC nach Amygdala-Kindling, einem Modell der Temporallappenepilepsie, deutet auf eine Beteiligung GABAerger Mechanismen an diesem Geschehen hin. Die GABAergen Neurone des PC waren bereits mehrfach Ziel von Untersuchungen unter Einsatz immunhistochemischer Methoden, die Verhältnisse der Expression des GABA synthetisierenden Enzyms GAD sind jedoch in dieser Region nicht ausreichend charakterisiert. GAD tritt im ZNS in zwei bisher bekannten Isoformen als GAD65 und GAD67 auf, welche sich hinsichtlich der Expression in einzelnen Hirnregionen unterscheiden. Für die Untersuchung der Expression von mRNA für die GAD-Isoformen im PC und anderen für die Epileptogenese relevanten Gehirnregionen wurden zwei Protokolle zur in-situ-Hybridisierung etabliert. Unter Einsatz nicht-radioaktiv und radioaktiv markierter Sonden trat kein Unterschied in der Sensitivität hinsichtlich der Anzahl markierter Zellen auf, weshalb die weiteren Studien unter Einsatz der nicht-radioaktiven in-situ-Hybridisierung durchgeführt wurden. Unter Kontrollbedingungen konnten in der Mehrzahl der untersuchten Gehirnregionen eine höhere Dichte GAD- und GABA-immunreaktiver Neurone im Vergleich zur Anzahl GAD65- und GAD67-mRNA-positiver Neurone bestimmt werden. Besonders ausgeprägt zeigten sich die Unterschiede in der Schicht II des PC, die eine bis zu 10fach höhere Dichte immunreaktiver Neurone aufwies. Zur Untersuchung der Auswirkungen von Krampfaktivität auf die Expression von GAD-Isoformen wurde bei weiblichen Wistar Ratten ein selbsterhaltender SE durch Applikation von Kainat- bzw. Lithium-Pilocarpin ausgelöst. Dieser wurde nach 90 min mit Diazepam abgebrochen und die Tiere 8 h nach Applikation von Kainat bzw. Lithium-Pilocarpin perfundiert. In Körnerzellen des Gyrus dentatus wurde die Expression von GAD67-mRNA, aber nicht von GAD65-mRNA induziert. In der Schicht II des zentralen PC wurde eine verstärkte Expression von GAD65- und GAD67-mRNA festgestellt, während die immunhistochemischen Nachweise nur eine Reduktion GABAerger Zellen ergaben. In der Amygdala, dem Hilus des Gyrus dentatus sowie der Substantia nigra pars reticulata war unter Einsatz der in-situ-Hybridisierung und der Immunhistochemie eine reduzierte Dichte GABAerger Neurone nachzuweisen. In den tieferen Schichten des PC und der Substantia nigra waren zudem ausgeprägte neuropathologische Veränderungen zu beschreiben. Im Amygdala-Kindling Modell der Temporallappenepilepsie wurde chronischen Veränderungen der Expression von GAD-Isoformen in GABAergen Neuronen nachgegangen. Dazu wurden weibliche Wistar Ratten stimuliert, bis 10 sekundär generalisierte Anfälle auftraten, und nach einer anschließenden Stimulationspause von 42 Tagen perfundiert, um transiente, anfallsbedingte Effekte ausschließen zu können. Im Bereich der basolateralen Amygdala gekindelter Tiere traten beidseitig Verluste GAD65-mRNA positiver Neurone auf, die Dichte GAD67-mRNA exprimierender Zellen war dagegen nur tendenziell erniedrigt. Die Quantifizierung GAD-mRNA positiver Neurone des PC, der Hippocampusformation sowie der Substantia nigra pars reticulata erbrachte keine signifikanten Veränderungen. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien zeigen, dass die verschiedenen Syntheseabschnitte im GABA-Metabolismus unter basalen und pathophysiologischen Bedingungen unterschiedlich beeinflusst werden. Dies betont die Notwendigkeit der Kombination geeigneter histologischer Nachweismethoden für die Untersuchung des GABAergen Systems in Tiermodellen der Temporallappenepilepsie.

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Freichel, Christian: Untersuchung GABAerger Neurone im Piriformen Cortex und anderen Epilepsie-relevanten Gehirnregionen der Ratte in verschiedenen Modellen der Temporallappenepilepsie. Hannover 2001. Tierärztliche Hochschule.

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