Die Expression des Wasserkanalproteins Aquaporin 4 in der Gehirnentwicklung der Maus

Abstract

Zentrales Thema dieser Arbeit war es den Beginn und die Expression des Wasserkanalproteins Aquaporin4 (AQP4) in der Gehirnentwicklung der Maus zu datieren und zu beschreiben. Dieses Protein trägt wesentlich zur Homöostase des zerebralen Wasserhaushaltes über die Blut-Hirn-Schranke hinweg bei. Da zu dieser Fragestellung in der Literatur bislang nur wenige Arbeiten existieren und zur Maus im speziellen keine vergleichbare Arbeit vorliegt sollte dies im Rahmen dieser Dissertation mit morphologischen Methoden bewerkstelligt werden. Da in unserer Arbeitsgruppe die Elektronenmikroskopie und insbesondere die Gefrierbruchtechnik eine zentrale Rolle in der Forschung einnimmt, erfolgte die Auswertung zum einen mit dieser Methode. Es muss hervorgehoben werden, dass Aquaporin4 in der Gefrierbruchtechnik, neben Aquaporin0 als einziges der 13 in Säugern bislang bekannten Wasserkanalproteine in Form sogenannter orthogonaler Partikelkomplexe (OPK) auftritt. Der Gefrierbruchtechnik gegenüber gestellt wurde die Immunfluoreszenz, mit deren Hilfe die morphologische Expression des Antikörpers für Aquaporin4 im Laufe der Entwicklung beschrieben werden sollte. Drei unterschiedliche Hirnregionen wurden zu drei pränatalen und drei postnatalen Zeitpunkten mit beiden Methoden untersucht. Es konnte als Startzeitpunkt der pränatale Tag E16 bestimmt werden. Ferner folgte die Expression des AQP4-Antikörpers, wie auch das Auftreten der OPKs einem ventro-dorsalen Gradienten. Neben einer Zunahme der Größe und Dichte an Partikeln zeigte sich außerdem ein Wandel innerhalb der AQP4-Expression in der Fluoreszenz. Waren prä- und perinatal überwiegend lange senkrecht zur Hirnoberfläche angefärbte Zellfortsätze in Form sogenannter Radialglia angefärbt, konzentrierte sich die Anfärbbarkeit zum Tag P3 hin überwiegend subpial und perivaskulär. Dieses Muster wird auch als polarisiert bezeichnet. Da der mitgefärbte Astrozytenmarker GFAP erst postnatal zum Tag P1 positiv wurde, konnte somit gezeigt werden, dass die Reifung der Astrozyten somit zum Zeitpunkt der Geburt noch nicht vollendet ist und somit auch die Blut-Hirnschranke somit erst postnatal zunehmend für die Homöstase verantwortlich ist. Das polarisierte Auftreten des Moleküls in Kombination mit einer zunehmend gleichmäßigeren Dichte an OPKs im Bereich der Endfussmembranen zu postnatalen Zeitpunkten bestätigt dies.