Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Die Rolle der SK-Kanäle in alpha-Synuclein-aktivierter primärer Mikroglia
Autor:Wilhelmy, Florian
Weitere Beteiligte: Culmsee, Carsten (Prof.)
Erscheinungsjahr:2019
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2019/0197
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2019-01979
DOI: https://doi.org/10.17192/z2019.0197
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):The role of SK-Channels in alpha-Synuclein activated microglia

Dokument

Schlagwörter:
SK-channels, Mikroglia, Parkinson, Synuclein, Parkinson's disease, synuclein, Microglia, SK-Kanäle

Zusammenfassung:
Hintergrund: Die Parkinson-Erkrankung gehört zu den weltweit häufigsten neurodegenerati-ven Krankheiten und ist die häufigste Bewegungsstörung beim Menschen. In der jüngeren Vergangenheit wurde α-Synuclein als möglicher Auslöser der Parkinsonkrankheit identifiziert. Seit einigen Jahren wird die Rolle der Mikroglia in neurodegenerativen Krankheiten diskutiert. Sie stehen im Verdacht, im Rahmen einer überschießenden Entzündungsreaktion Neurone zu schädigen und so zur Pathogenese beizutragen. Hypothese: Der spezifische Wirkstoff CyPPA kann SK-Kanäle selektiv öffnen. Wie zuvor in anderen Modellsystemen gezeigt werden konnte, führt dies zu einer Verringerung der inflammatorischen Antwort der Mikroglia. Wir vermuten eine ähnliche Wirkung auch in einem Modellsystem, das α-Synuclein als Induktor mikroglialer Inflammation verwendet. Mit α-Synuclein aktivierte Mikroglia sollten sich also hinsichtlich ihrer inflammatorischen Antwort durch CyPPA positiv beeinflussen lassen und die Entzündungsreaktion verringert werden. Methoden: Wir gewannen Mikroglia aus postnatalen Mäusen und legten Primärkulturen an. Diese behandelten wir mit α-Synuclein, um sie proinflammatorisch zu aktivieren. Als Endpunkte der inflammatorischen Antwort bestimmten wir die Proliferation mittels Impedanzmessungen. Zellmorphologische Veränderungen wurden durch Immunfluoreszenz bildgebend dargestellt. Die proinflammatorische Antwort im Hinblick auf ausgeschüttete Mediatoren wurde anhand der produzierten Zytokine (IL-6, IL1β, TNF-α) analysiert. In einem zweiten Schritt erfolgte die gleichzeitige, Vor- und Nachbehandlung dieser aktivierten Kulturen mit CyPPA. Die Reduktion der inflammatorischen Antwort wurde ebenfalls anhand der oben genannten Parameter evaluiert. Ergebnisse: Die Studie zeigt, dass die selektive Beeinflussung der SK-Kanäle zu einem signifikanten Rückgang α-Synuclein-vermittelter mikroglialer Aktivierung führt. Hierbei zeigte sich sowohl eine Reduktion der Proliferation und der Ausschüttung von Entzündungsmediatoren, als auch eine geringere Veränderung der Zellmorphologie. Die α -Synuclein-vermittelte Aktivierung von Mikroglia als Modell der Inflammation in PD konnte etabliert werden. Schlussfolgerung: Der SK-Kanal-Modulator CyPPA reduziert in vitro die inflammatorische Antwort von Mikroglia in einem Parkinson-Modell. Sollte dieser Effekt in der Übertragung auf Co-Kultursysteme bestand haben und eine geringere Schädigung primärer Neurone durch eine überschießende Immunreaktion zur Folge haben, sind sie damit ein potentielles pharmakologisches Agens in der Behandlung der Parkinsonkrankheit.

Summary:
Background: Parkinson’s disease (PD) is one of the most common neurodegenerative diseases and the most common movement disorder in the human. α-Synuclein has recently been discovered as a harmful endogenous compound and trigger of PD. The role of microglia in neurodegenerative disorders is an emerging field of research. In fact, increasing evidence suggests that microglia largely contribute to the inflammatory pathogenesis of neurodegenerative diseases. Hypothesis: Previous studies showed that positive modulation of SK-channels by CyPPA significantly inhibited microglial inflammatory responses to LPS. The present study addressed the question, whether similar effects of CyPPA could be observed in α-synuclein-activated microglia. α-synuclein induced microglial proliferation and concomitant pro-inflammatory activation should be modified by CyPPA as judged at the level of morphology, proliferation and the enhanced production of pro-inflammatory cytokines. Methods: We cultivated primary microglia from postnatal mice. These cells where subsequently treated with α-synuclein to induce an inflammatory response. Proliferation was measured using life impedance measurements and visualised via microscopic immunofluorescence imaging. Cytokine production (IL-6, IL1β, TNF-α) was evaluated to assess microglial pro-inflammatory responses. Secondly, pre-, co- and post-treatment of activated cells with CyPPA was performed. The alterations of the pro-inflammatory response of the primary microglial cells to α-synuclein exposure were analyzed at the levels of morphology, proliferation and cytokine expression pattern. Results: Selective opening of SK-channels by CyPPA leads to a significant decrease of inflam-matory responses in microglia exposed to α-synuclein in vitro. This pharmacological effect was observed unequivocally at the levels of proliferation, morphological alterations and expression of pro-inflammatory cytokines. Furthermore we established α-synuclein activation of microglia as a model system for Inflammation in PD. Conclusion: SK-channel modulators are capable of modifying the inflammatory responses of cultured microglia after being activated with α-synuclein. If this effect persisted in co-culture models reducing inflammatory activation of microglia and according damage to primary neu-rons, SK-channels might be a potential pharmaceutical target in treating α-synuclein-induced neuropathological disorders such as Parkinson’s disease.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten