@PhdThesis{macau_mods_00001688, author = {M{\"o}ding, Marie}, title = {Charakterisierung des Glial cell line derived neurotrophic factor (GDNF): Signalwegs und der Einfluss von GDNF auf die Funktion enterischer Gliazellen}, year = {2021}, publisher = {Christian-Albrechts-Universit{\"a}t zu Kiel}, address = {Kiel}, keywords = {Enterische Gliazellen; ENS; GDNF; JUG2}, abstract = {Das enterische Nervensystem hat eine Reihe verschiedener Aufgaben und ist unter anderem zust{\"a}ndig f{\"u}r die Regulation der Darmmotilit{\"a}t, f{\"u}r das Aufrechterhalten der epithelialen Barriere zwischen Darmlumen und dem Gewebe der Darmwand sowie f{\"u}r die Kontrolle des Gleichgewichts zwischen Absorption und Sekretion von Fl{\"u}ssigkeiten. Zudem reguliert es die Magens{\"a}uresekretion und kontrolliert immunologische und endokrinologische Prozesse. Vor allem bei gastrointestinalen St{\"o}rungen werden einzelne Aufgaben besonders deutlich und viele Arbeitsgruppen haben es sich zur Aufgabe gemacht, die einzelnen Funktionen des ENS genauer zu untersuchen -- vor allem, um neue Therapiem{\"o}glichkeiten zu erschlie{\ss}en. GDNF ist ein neurotropher Faktor, der im Gastrointestinaltrakt von enterischen Gliazellen und der glatten Muskulatur sezerniert wird. Seine Aufgabe wurde zun{\"a}chst vornehmlich der Neuroprotektion zugeordnet. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch eine vielf{\"a}ltigere Funktion von epithelialer Protektion bis zu embryologischer Chemokinfunktion. Die Signaltransmission von GDNF erfolgt {\"u}ber die extrazellul{\"a}re Bindung an einen GFR$\alpha$. Der entstandene Komplex bindet anschlie{\ss}end an eines der Transmembranproteine RET (klassisch) oder NCAM (alternativ), sodass intrazellul{\"a}r eine Signalkaskade ausgel{\"o}st wird. Letztlich ist die Rolle des GDNF im enterischen Nervensystem noch nicht vollst{\"a}ndig verstanden. Sowohl der Signalweg des GDNF als auch die Expression der Glialmarker Sox10 und S100$\beta$ werden in mehreren Arbeiten bei gastrointestinalen St{\"o}rungen als ver{\"a}ndert beschrieben, sodass in dieser Arbeit ein Zusammenhang zwischen GDNF und enterischen Gliazellen untersucht werden sollte. Insbesondere wurde der Einfluss von GDNF auf enterische Gliazellen betrachte. Zun{\"a}chst stand jedoch der Nachweis eines Signalwegs f{\"u}r GDNF auf EGC im Vordergrund. Durch die immunhistochemische Darstellung der GDNF Rezeptoren NCAM, GFR$\alpha$1 und GFR$\alpha$2 konnte gezeigt werden, dass enterische Gliazellen in vivo Rezeptoren f{\"u}r GDNF exprimieren. Ebenso lie{\ss} sich via PCR zeigen, dass diese Rezeptoren auch durch kultivierte EGC in vitro exprimiert wurden. Zudem konnte immunhistochemisch ein stimulierender Effekt auf die Transkription enterischer Gliazellen via c-fos-Aktivierung gezeigt werden, sodass folglich ein Signalweg f{\"u}r GDNF auf EGC existieren muss. Da keine Expression des Ret Rezeptors in vitro festgestellt werden konnte, erscheint es m{\"o}glich, dass der alternative Signalweg {\"u}ber NCAM bei EGC eine wichtigere Rolle einnimmt. Um zu untersuchen, welchen Effekt eine durch GDNF aktivierte Signalkaskade auf EGC hat, wurden Experimente in Hinblick auf Proliferation, Inflammation und Selbstregulation angefertigt. Die Zellkerne kultivierter EGC wurden mittels DAPI und NCAM angef{\"a}rbt und via des Programms Fiji: ImageJ quantifiziert. Es zeigte sich insgesamt ein proliferativer Effekt durch die Behandlung mit GDNF. Eine Dosisabh{\"a}ngigkeit konnte allerdings nicht festgestellt werden. Mithilfe der qPCR wurde die Expression des Zytokins IL6 durch EGC untersucht. Es bildet einen wichtigen Teil der Entz{\"u}ndungskaskade und dient in vielen Arbeiten als Marker f{\"u}r eine inflammatorische Reaktion. Eine Blockade von GDNF oder dessen Rezeptor NCAM in vitro zeigte allerdings keinen Einfluss auf die IL6 Expression. Damit scheint GDNF weder einen pro-inflammatorischen noch einen anti-inflammatorischen Effekt auf enterische Gliazellen zu haben. Die Expression der Glialmarker Cx43, GFAP, Sox10 und S100$\beta$ sowie die der Rezeptoren GFR$\alpha$1, GFR$\alpha$2 und NCAM wurde ebenfalls via qPCR untersucht. Keines der untersuchten Molek{\"u}le zeigte eine ver{\"a}nderte Expression unter Behandlung mit GDNF -- mit Ausnahme des Rezeptors GFR$\alpha$2, der unter Zugabe von GDNF vermehrt exprimiert wurde. GFR$\alpha$2 bindet GDNF allerdings nur schwach und zeigt eine h{\"o}here Affinit{\"a}t f{\"u}r einen anderen GDNF-family-Liganden: Neurturin. Damit zeigte GDNF bei den untersuchten kultivierten EGC zwar keinerlei Wirkung auf die Glialmarkerexpression und einen sehr begrenzten Effekt auf die Regulation seiner eigenen Signaltransmission, allerdings besteht die M{\"o}glichkeit, dass es einen verst{\"a}rkenden Einfluss auf die Signaltransmission von Neurturin nimmt. Insgesamt zeigt diese Arbeit -- trotz des nachgewiesenen Signalwegs -- einen eher geringen Einfluss von GDNF auf enterische Gliazellen. Um Beobachtungen dieser Arbeit zu untermauern, sind zuk{\"u}nftige Arbeiten mit in vivo Pr{\"a}paraten n{\"o}tig und es bleibt abzuwarten, ob GDNF auch dort einen proliferativen Effekt oder eine GFR$\alpha$2 hochregulierende Wirkung zeigt.}, url = {https://macau.uni-kiel.de/receive/macau_mods_00001688}, file = {:https://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/macau_derivate_00002790/Dissertation_Möding.pdf:PDF}, language = {de} }