Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002440-7

Einfluss von Valproat auf die neuronale/dopaminerge und gliale Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen

  • Passend zu unserer Ausgangshypothese hemmt eine VPA Behandlung die astrogliale Differenzierung fetaler mNSCs durch Hemmung des PI3-kinase/Akt Signalweges zum Transkriptionsfaktor NFkB. Diese Ergebnisse passen sowohl zu früheren Publikationen mit anderen Zellsystemen, die einen hemmenden Einfluss von VPA auf den PI3-kinase/Akt Signalweg gezeigt hatten als auch zu eigenen Voruntersuchungen, die eine Blockierung der astroglialen Differenzierung durch Hemmung des PI3-kinase/Akt Signalweges in unserem Zellsystem zeigten. Andere Gruppen hatten in anderen Zellsystemen eine Verbesserung der neuronalen Differenzierung durch VPA gezeigt. Dieser Befund ließ sich in unserem Zellsystem nicht reproduzieren, auch wenn eine nicht statistisch signifikante Tendenz zu mehr Neuronen bestand. Die derzeitige Therapie des idiopathischen Parkinson-Syndroms besteht lediglich in der Behandlung der Symptome. Bisher konnte eine kausale Therapie, wie zum Beispiel ein Zellersatz der untergegangenen dopaminergen Neurone in der Substantia nigra, nicht etabliert werden. Unsere Arbeit konnte den Einfluss von Valproat auf die Mechanismen der Differenzierung neuraler Vorläuferzellen auf molekularer Ebene näher beleuchten und somit das Verständnis über das Expansions- und Differenzierungsverhalten neuraler dopaminerger Vorläuferzellen erweitern. Diese Erkenntnisse sind für die weitere Entwicklung von regenerativen Therapieansätzen des idiopathischen Parkinson-Syndroms, wie der Stammzell-basierten Neurotransplantation als auch der pharmakologischen in vivo-Neurogenese, von herausragender Bedeutung.
  • Background: VPA is a known inhibitor of PI3-kinase/Akt pathway. Inhibitory effects on GSK-3 (downstream effector of PI3-kinase), as well as direct effects on PI3-kinase are reported. Own previous studies showed that wortmannin (PI3-kinase inhibitor) and SN50 (NFkB-inhibitor) blocked astroglial differentiation of mesencephalic neural stem cells (NSCs). Neural differentiation promoting effects of VPA are as well discussed as effects inhibiting astroglial differentiation. Here we examined the effect of VPA on astroglial, oligodendroglial and neuronal differentiation. Toxic effects of VPA in used dosages were excluded in previous studies. Methods: NSCs were maintained in DMEM/F-12 (2:1) with 2% B27, 2% penicillin/streptomycin, 20 ng/ml EGF (37°C, humidified atmosphere, 5% CO2, 92% N2, 3±2% O2. NSCs were differentiated on poly-L-lysine in P4-8F without or with up to 300 ìg/ml VPA for up to 10 days. ELISA was carried out using FACE® kit. Immunocytochemistry was carried out using standard protocols. Antibodies: mouse anti-GalC monoclonal 1:300, rabbit anti-GFAP protein 1:750, mouse anti Tuj 1:500 (all Chemicon), mouse anti-MAP2 1:300 (BD Bioscience) and fluorescence labeled secondary antibodies (Invitrogen). Results: After differentiation in the presence of 300 ìg/ml VPA the number of GFAP+ cells was reduced to 56.6±3.0% (65.7±1.4% without VPA, p=0.02). For the number of GalC+ cells (11.8±2.30%/12.3±3.8; VPA/no VPA) we found no difference. For the number of Map2+ cells there was a tendency towards more neurons under VPA treatment (66.5±11.5%/51.0±12.1%; VPA/no VPA, p=0.26). VPA treatment led to a marked NFkB downregulation after 1 and 6 h (p=0.04, p=0.05), whereas on p38 and JNK kinases, no significant influence could be detected. Conclusions: Consistent with our hypothesis VPA treatment inhibited astroglial differentiation of fetal mesencephaltic neural stem cells by negatively influencing the PI3-kinase/Akt pathway to NFkB. Theses findings are compatible to previous publications in other cell systems showing the inhibitory effect of VPA on the PI3-kinase/Akt pathway as well as to a previous study of our own group showing that inhibition of the PI3-kinase/Akt pathway blocks astroglial differentiation. Other groups showed that VPA did facilitate neuronal differentiation in different cell systems. This finding could not be statistically reproduced, but there was a non-significant tendency.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author: Michael Kowalski
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002440-7
Title Additional (English):Influence of valproic acid on survival and differentiation of fetal mesencephalic neural precusor cells
Advisor:Dr. Michael Sabolek, Prof. Dr. Dr. Christof Kessler
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2016/02/16
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2016/01/20
Release Date:2016/02/16
Tag:Gliale Differenzierung, Neuronale Differenzierung
Stem cells, Valproicacid
GND Keyword:Valproat, Zelldetermination
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Neurologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit