Die Arbeit besteht aus drei Teilen. Zuerst wurde der Einfluss von Ethanol auf die mit Retinsäure hervorgerufene dopaminerge Differenzierung der humanen Neuroblastomzelllinie SH-SY5Y untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Expression der kurzen Splicevariante des Dopamin D2 Rezeptors unter Ethanolexposition für 28 Tage gegenüber der langen Splicevariante vermindert war und dass sich diese Differenz auch nach 24 h Entzug nicht normalisiert hatte. Morphologisch zeigten die Zellen eine gestörte neuronale Differenzierung. Diese Störung ging einher mit einer kontinuierlich reduzierten Expression des Raf-Kinase-Inhibitorproteins (RKIP; Beobachtungszeitraum: 4 Wochen). Durch RKIP-Überexpression und siRNA- vermittelte Herunterregulierung konnte die Bedeutung des RKIP für die Differenzierung näher charakterisiert werden. Im zweiten Teil stehen die -Carboline und ihre mögliche Bedeutung für die Pathogenese der Parkinsonschen Erkrankung im Mittelpunkt. Es konnte herausgearbeitet werden, dass vor allem solche -Carboline neurotoxisch wirken, die eine permanente kationische Struktur aufweisen. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass nichtkationische -Carboline vergleichsweise wenig oder gar nicht toxisch sind und auch nicht zu einer erhöhten ROS-Produktion führen. Davon ausgehend wurden neuroprotektive und neuroregenerative Eigenschaften eines nichtkationischen -Carbolins, dem 9-Methylnorharman, untersucht. In murinen embryonalen mesenzephalen Primärzellen führte die Inkubation mit 9-Methylnorharman zu einer Zunahme dopaminerger Neurone. In einem in vivo rescue Experiment wurde Ratten für 4 Wochen kontinuierlich MPP+ in den linken Seitenventrikel infundiert. Anschließend wurde den Tieren für 14 Tage 9-Methylnorharman oder physiologische Kochsalzlösung infundiert. Die Behandlung mit 9-Methylnorharman führte zu einer Normalisierung der Anzahl dopaminerger Neurone in der Substantia nigra und des Dopamingehaltes im Striatum. Dies ging einher mit einer verstärkten Expression neurotropher Faktoren wie BDNF, CNTF und ARMETL (CDNF). Außerdem wurde ein Anstieg der Expression von Precerebellin beobachtet. Wir haben hier erstmalig eine Substanz identifiziert, die auf mehreren Ebenen in den Prozess der Degeneration dopaminerger Neurone eingreift und in vivo neuroregenerative Wirkung zeigt.
The work is devided in three topics. First, the impact of ethanol has been investigated on retinoic acid induced differentiation of the human neuroblastoma cell line SH-SY5Y. The expression of the short splice variant of the dopamine D2 receptor was diminished compared to the long splice variant during a 28 day ethanol exposition. This difference was not rescued after a 24 h withdrawal period. The morphology showed a disturbed neuronal differentiation. This disturbance was accompanied by a continuous reduced expression of the Raf-kinase inhibitor protein (RKIP). The importance of RKIP for the neuronal differentiation was demonstrated by RKIP overexpression and siRNA-mediated knock-down experiments showing accelerated and impaired neuronal differentiation, respectively. The PKC-mediated ERK-1/2-activation correlated with the RKIP-expression. Furthermore, the basal and forskolin- stimulated intra cellular cAMP-value was twofold and tenfold enhanced in RKIP over-expressing cells. The second part is dealing with -carbolines and their importance for the pathogenesis of Prakinson’s disease. It has been shown that those -carbolines, which are permanent cations, are neurotoxic, and those which are non-cationic are mainly non-toxic and do not increase ROS- production. Based on these findings, the neuroprotective and neuroregenerative properties of the non-cationic -carboline 9-methyl-norharman have been investigated in great detail. The incubation of murine embryonic mesencephalic primary cells with 9-methyl-norharman increased the number of dopaminergic cells. In an in vivo rescue experiment the neurotoxin MPP+ was continuously infused into the left ventricle of rats for 28 days. The followed infusion of 9-methyl-norharman for 14 days led to a normalization of the number of dopaminergic neurones in the substantia nigra and the contents of dopamine in the striatum. This was accompanied by an enhanced expression of neurotrophic factors like BDNF, CNTF and ARMETL1 (CDNF). Furthermore, the expression of precerebellin was enhanced. For the first time, we identified a substance, which interferes with several processes of the degeneration of dopaminergic neurones and which demonstrated being neuroregenerative in vivo.
