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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002952-2

Das Fehlen von FGF-2 verursacht eine Dysregulation des Nukleotid Austausch Faktors Arhgef6 und nachgeschalteter Proteine: Implikationen für das Zytoskelett und die Bildung dendritischer Dornen im Cortex

  • FGF-2 ist ein wichtiger Regulator der Zelldifferenzierung und an zahlreichen Funktionen neuronaler Zellen beteiligt; allerdings ist wenig über die molekularen Signalwege bekannt. In unseren Untersuchungen wurde ein Microarray des MSC von erwachsenen FGF-2-/- und Wildtyp Mäusen durchgeführt. Neben einer bedeutender Anzahl von regulierten Genen, die am Aufbau das Zytoskeletts beteiligt sind, zeigte sich eine deutliche Herabregulation von Arhgef6. Arhgef6 ist eine Nukleotid Austauschfaktor für Rac1 und Cdc42, welche beide zu den Rho-GTPasen gehören. In der weiteren Untersuchung konnten wir eine signifikante Arhgef6 mRNA Reduktion und ein komplettes Fehlen des Arhgef6 Protein im MSC zeigen. Die Protein Expression von RhoA war erhöht und von Cdc42 erniedrigt. In der Western Blot Analyse von weiteren nachgeschalteten Proteinen konnten wir eine Verminderung phosphorylierter Proteine (Erk1/2 und Cofilin) zeigen. Die Länge der Dendritischen Dornen in Ebene V des MSC war signifikant verringert und die Dendritenlänge in vitro signifikant verkürzt im Vergleich mit WT Neuronen. Zusammenfassend schlagen wir vor, dass das Fehlen von FGF-2 zu einem Ungleichgewicht verschiedener Rho-GTPasen führt, sodass das Zytoskelett beeinträchtigt und die Neuronenmorphologie gestört wird.
  • Fibroblast growth factor 2 (FGF-2) is an abundant growth factor in the brain and exerts multiple functions on neural cells ranging from cell division, cell fate determination to differentiation. However, many details of the molecular mechanisms underlying the diverse functions of FGF-2 are poorly understood. In a comparative microarray analysis of motor sensory cortex (MSC) tissue of adult knockout (FGF-2(-/-)) and control (FGF-2(+/+)) mice, we found a substantial number of regulated genes, which are implicated in cytoskeletal machinery dynamics. Specifically, we found a prominent downregulation of Arhgef6. Arhgef6 mRNA was significantly reduced in the FGF-2(-/-) cortex, and Arhgef6 protein virtually absent, while RhoA protein levels were massively increased and Cdc42 protein levels were reduced. Since Arhgef6 is localized to dendritic spines, we next analyzed dendritic spines of adult FGF2(-/-) and control mouse cortices. Spine densities were significantly increased, whereas mean length of spines on dendrites of layer V of MSC neurons in adult FGF-2(-/-) mice was significantly decreased as compared to respective controls. Furthermore, neurite length in dissociated cortical cultures from E18 FGF-2(-/-) mice was significantly reduced at DIV7 as compared to wildtype neurons.

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Metadaten
Author: Philip Baum
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002952-2
Title Additional (English):FGF-2 deficiency causes dysregulation of Arhgef6 and downstream targets in the cerebral cortex accompanied by altered neurite outgrowth and dendritic spine morphology
Advisor:Prof. Dr. Klaus Unsicker, Prof. Dr. Oliver von Bohlen und Halbach
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2017/12/15
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/11/24
Release Date:2017/12/15
Tag:Arhgef6
Arhgef6, Cortex, FGF-2
GND Keyword:Fibroblastenwachstumsfaktor, Gehirn, Zellskelett
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Anatomie und Zellbiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit