Neuritenstabilisierung und Neuritenneubildungin PC12-Zellen

Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Aktivität und Interaktion relevanter neuronaler Signalmoleküle wie der MAPKs sowie Akt bei der Stabilisierung und Umbauprozessen von Neuriten zu bestimmen und damit mögliche Ansatzpunkte zu finden, die das Überleben von verletzten Neuronen verbessern. Eine ausreichende Neuritenstabilität setzte eine basale Aktivität von JNK, ERK1/2 und Akt voraus. Durch die Inhibition dieser Signalwege kam es zum Zelltod bzw. einer Abnahme von Neuriten-tragenden Zellen. Folgende Interaktionen konnten beobachtet werden: ERK1/2 und JNKs hemmten die Aktivität des jeweils anderen Signalwegs. Auch die Kaskaden von ERK1/2 und Akt waren über eine gegenläufige Regulation miteinander verbunden. Akt reduzierte die Phosphorylierung der JNKs über eine Hemmung der MKK4, während die JNKs die Aktivität von Akt über die Bindung an JIP1 zu beeinflussen scheinen. Die Untersuchung der Neuritenretraktion und Regeneration erfolgte anhand von vier Modellen, in denen der Umbau von Neuriten unterschiedlich stark mit dem Zelltod korrelierte. Anhand der parallel durchgeführten Untersuchungen durch Serumgabe bzw. NGF-Entzug konnten unterschiedliche JNK-abhängige Regulationen bezüglich der Retraktion identifiziert werden. Zelltod wurde bei Serumgabe durch die erhöhte Phosphorylierung von ERK1/2 und Akt verhindert. Allerdings verstärkte die Hemmung von JNK bei NGF-Entzug den Zelltod und reduzierte in beiden Fällen die Anzahl der Neuriten-tragenden Zellen besonders stark, was für eine wichtige physiologische Funktion spricht. Auch die Neuritenregeneration wurde durch die parallel durchgeführten Untersuchungen mit Serumgabe bzw. NGF- Entzug näher analysiert. Die Inhibition von JNK, ERK1/2 und Akt führte zum Zelltod und zu einem eingeschränkten regenerativen Wachstum. Die Phosphorylierung von JNK war insgesamt schwach, die Aktivität von ERK1/2 korrelierte dagegen gut mit der Neubildung von Neuriten