Untersuchungen zur Bedeutung des Ausdrucks von Transkriptionsfaktoren im Ratengehirn für die zentrale Osmoregulierung
Eva-Maria Möllenhoff
Dr. Sc. Hum. Untersuchungen zur Bedeutung des Ausdrucks von Transkriptionsfaktoren im Rattengehirn für die zentrale Osmoregulation Geboren am 30.03.1961 in Beckum Reifeprüfung am 12.05.1980 in Warendorf Studium des Fachhofs Pharmazie von SS 1981 bis SS 1985 Staatsprüfungen 19.04.1983 an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster Staatsprüfungen 23.04.1985 an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster Staatsprüfungen 09.06.1986 an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster Promotion: Pharmakologie Doktorunterricht: Herr Prof. Dr. med. Thomas Unger Intracerebroventricular (icv) Injektionen von Angiotensin II (Ang II) oder hypertonischer Kochsalzlösung führen zum Ausdruck von induzierbaren Transkriptionsfaktoren (ITF) in vier spezifischen Gehirnregionen, dem medianen Präoptischen Bereich (MnPO), dem Subfornical Organ (SFO), dem Nucleus paraventricularis (PVN) und dem Nucleus supraopticus (SON), Gehirnregionen, die an der Osmoregulierung beteiligt sind. Durch die Bindung an Konsenssequenzen im Promotorbereich von Genen können die ITF die Transkription von Genen modulieren und zu neuroplastischen Veränderungen im Gehirn führen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Regulierung von Transkriptionsfaktoren, die
beteiligten
Rezeptorsysteme und mögliche Zielgene in der zentralen
Osmo- und
Blutdruckregulation. Normotensive Wistar Ratten wurden über einen Zeitraum von einer Woche Ang II über 24 Stunden ICV verabreicht. Untersuchungen der ITF-AT1-Rezeptor-mediated-Expression zeigten einen deutlichen Anstieg des c-Fos-Expressions nach einmaliger Behandlung in MnPO, SFO, PVN und SON, aber eine Reduktion in den untersuchten Gehirnregionen nach repetitiver Stimulation. Die Ausdrucksweise der c-fos mRNA, die mithilfe einer kompetitiven RT-PCR/HPLC-UV untersucht wurde, korrelierte mit der des Proteins, so dass eine Regulierung auf Transkriptionsebene ausgehalten werden kann. c-Jun war anders ausgedrückt als nach einer einmaligen Injektion nach einer Woche Behandlung mit Ang II in SON. Die Expression von JunB, JunD, Krox-24, sowie die konstitutiven Transkrisionsfaktoren CREB, SRF und ATF-2 waren nach einer Woche Behandlung gegenüber einer einmaligen Ang II-Injektion unverändert. Als mögliches Ziel der Ang II-induzierten ITF-Kolokalisierung von c-Fos/c-Jun mit dem AT1-Rezeptor) wurde die Expression der AT1-Rezeptoren in MnPO, SFO, PVN und SON immunhistochemisch untersucht. Untersuchungen mit Antisense-Oligonukleotiden bestätigten, dass c-Fos in die Transkription des AT1
Dabei spannt sich ein Bogen von der Bindung des Rezeptors
Peptids Ang II an
die ITF-Expression, die über den Ang II-induzierten Rezeptor zur Regulierung der Transkription des AT1-Rezeptors verwendet wird. In einem zweiten Protokoll wurden die Expressionen von ITF, c-Fos, c-Jun, JunB, JunD und Krox-24 nach icv-Injektion von hypertonischen Kochsalzlösungen (0,20M, 0,30M und 0,60M NaCl) untersucht. Es wurde ein Dosis-abhängiger Ausdruck der ITF in MnPO, SFO, PVN und SON, mit Ausnahme von Krox-24 in SFO. Das Ausdrucksmuster war sehr ähnlich wie nach der icv-Injektion von Ang II. Die Untersuchung der an der ITF-Expression beteiligten Rezeptorsysteme ergab, dass nach milder osmotischer Stimulation (0,20M NaCl) überwiegend angiotensinher Mechanismen (AT1 Rezeptoren) beteiligt sind, nach starker osmotischer Stimulation (0,60M NaCl) jedoch überwiegend cholinergische Wege (muskarinergische Rezeptoren) beteiligt sind. Die Expression von Krox-24 wurde ausschließlich über muskarine Rezeptoren vermittelt.
Doppelfärbungen zeigten eine
Kolokalisation von c-Fos und c-Jun mit Vasopressin und
Oxytocin in den magnesellulären Neuronen von PVN und SON sowie von Krox-24 mit Oxytocin und identifizieren damit die Gene beider Peptide als Zielgene. Die ITF ist wahrscheinlich nicht direkt an der zentralen Osmoregulierung beteiligt. Sie können jedoch durch die Modulation der Transkription von Genen zu morphologischen und funktionellen Veränderungen in der ZNS führen, die wiederum Veränderungen in der Regulierung des Volumens und des Elektrolythaushalts und damit der Blutdruckkontrolle hervorrufen können.