dc.contributor.author
Börner, Constanze
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:09:08Z
dc.date.available
2014-06-17T09:09:15.297Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11539
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15737
dc.description.abstract
Eine erhöhte Konzentration von Sauerstoff trägt entscheidend zur Pathogenese
der neonatalen Hirnschädigung bei, was im späteren Leben zu einer
neurokognitiven Beeinträchtigung der Frühgeborenen führen kann (17,120). Daher
ist es von großer klinischer Bedeutung, die Pathomechanismen der
Neurotoxizität des Sauerstoffs in der vulnerablen Phase des Gehirnwachstums
von Frühgeborenen zu verstehen. Dies bietet dann eine mögliche Grundlage für
eine medikamentöse Prävention und Therapie. Sechs Tage alte Han Wistar Ratten
wurden randomisiert in vier Gruppen eingeteilt und wie folgt behandelt: (1)
Normoxie (21% O2) und Natriumchlorid i.p., (2) Normoxie und 1mg TRP601/kg/KG
i.p., (3) Hyperoxie (80% O2) und Natriumchlorid i.p., (4) Hyperoxie und 1 mg
TRP601/kg/KG i.p. Wir verwendeten einen kürzlich entwickelten Pentapeptid-
basierten-Gruppe-II-Caspase-Inhibitor (5-(2,6-difluoro-
phenoxy)-3(R,S)-(2(S)-(2(S)-(3-methoxy-
carbonyl-2(S)-(3-methyl-2(S)-((quinoline-2-carbonyl)-amino) butyrylamino)pro-
pionylamino) 3-methylbutyrylamino)propionylamino)-4-oxo-pentanoic-acid-
methylester; TRP601). 12 bzw. 24 Stunden nach Beginn der Behandlung wurden die
Ratten getötet. Sie wurden mit PBS transkardial perfundiert und anschließend
dekapitiert. Die Gehirne wurden entnommen und für Fluoro-Jade B-Färbungen,
Western-Blot-Analysen und Messungen der enzymatischen Aktivitäten der
Caspase-2 und -3 vorbereitet. Zur statistischen Auswertung wurde eine
Varianzanalyse (one-way ANOVA) mit nachfolgendem Student´s t-Test
durchgeführt. Die Standardabweichung und Standardfehler wurden berechnet und
die Werte auf Signifikanz untersucht, um signifikante Unterschiede zwischen
den Vergleichsgruppen aufzeigen zu können, wobei ein Wert von p<0.05 als
signifikant galt. Diese Arbeit zeigt, dass Hyperoxie zu einer deutlichen
Zunahme der Caspase-2-Expression führt, was wiederum zur Einleitung der
intrinsischen Apoptose mit Hochregulation der wichtigsten Proteine – nämlich
Cytochrom c, Apaf-1 und AIF – führt, während Bid und das anti-apoptotische
Bcl-2 herunterreguliert werden. Diese Ergebnisse fallen mit einer Erhöhung der
Caspase-3-Aktivität und somit ausgeprägter Neurodegeneration zusammen. Jedoch
bewirkt die einmalige Applikation von TRP601 die Umkehrung der Hyperoxie-
induzierten Veränderungen in diesem Modell. Diese Arbeit zeigt, die
Beteiligung der Caspase-2 an der intrinsischen Apoptose bei Hyperoxie-
induzierter Schädigung des unreifen zentralen Nervensystems. Wir berichten zum
ersten Mal, dass TRP601 einen neuroprotektiven Effekt bei Hyperoxie-
induzierter Apoptose hat und sowohl den intrinsischen Caspase-abhängigen als
auch den Caspase-unabhängigen Weg beeinflusst. Unsere Ergebnisse stehen im
Einklang mit einer kürzlich veröffentlichten Studie, die über eine
Schutzwirkung von TRP601 in anderen Tiermodellen der perinatalen
Hirnschädigung an Jungratten berichtet (128) und schlagen verschiedene
mögliche molekulare Mechanismen vor, wie diese neuroprotektive Wirkung von
TRP601 möglich ist. TRP601 scheint ein vielversprechender Kandidat zur
Neuroprotektion in der Neonatologie sein.
de
dc.description.abstract
Oxygen contributes to the pathogenesis of neonatal brain damage, leading to
neurocognitive impairment of prematurely born infants in later life (17,120).
We have identified a critical role for receptor-mediated neuronal apoptosis in
the immature rodent brain. The contribution of the intrinsic apoptotic pathway
accompanied by activation of caspase-2 under hyperoxia in the neonatal brain
still remains elusive. Inhibition of caspases appears a promising strategy for
neuroprotection in neonatal brain injury. 6-day-old Han Wistar rats were
randomly assigned to four groups and treated as follows: (1) normoxia (21% O2)
and vehicle i.p., (2) normoxia and 1mg TRP601/kg/KG i.p., (3) hyperoxia (80%
O2) and vehicle i.p. (4) hyperoxia and 1 mg TRP601/kg/KG i.p. We applied a
recently developed pentapeptide-based group II caspase-inhibitor (5-(2,6
-difluoro-phenoxy) -3(R,S)-(2(S)-(2(S)-(3-methoxy-carbonyl-2(S)-(3-methyl-2(S
)-((quino-line-2-carbonyl)-amino) butyrylamino)pro-
pionylamino)3methylbutyrylamino)propionyl-amino)-4-oxo-pentanoic-acid-
methylester; TRP601). 12 or 24h after treatment, postnatal day-6 pups were
killed. They were transcardially perfused with PBS and decapitated. Brains
were removed and prepared for Fluoro-Jade B staining, Western blot analysis
and detection of caspase-2 and -3 enzymatic activities. Data were analyzed by
R Project for Statistical Computing and presented as mean±standard error.
Group effects were assessed by ANOVA, followed by independent sample t-test
multiple comparison. Adjusted P-values of <0.05 were considered statistically
significant. We report that elevated oxygen (hyperoxia) levels trigger a
marked increase in active caspase-2 expression, resulting in an initiation of
the intrinsic apoptotic pathway with upregulation of key proteins, namely,
cytochrome c, Apaf-1 and AIF, whereas Bid and the anti-apoptotic Bcl-2 are
downregulated. These results coincide with an upregulation of caspase-3
activity and marked neurodegeneration. However, single treatment with TRP601
at the beginning of hyperoxia reversed the detrimental effects in this model.
The present study reveals the involvement of caspase-2 in combination with the
intrinsic apoptotic cascade in hyperoxia-induced injury to the immature
central nervous system. We report for the first time that TRP601 provides
strong evidence for neuroprotective action against hyperoxia-induced apoptosis
influencing intrinsic caspase-dependent and also caspase-independent pathways.
Our results are in line with a recently published report of a protective
effect of TRP601 in other rodent models of perinatal rodent brain injury,
(128) and suggest different potential molecular mechanisms that may entertain
this tissue-protective effect of TRP601. TRP601 seems to be a auspicious
prospect for neuroprotection in neonatology.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
caspase-inhibitor
dc.subject
neuroprotection
dc.subject
neurodegeneration
dc.subject
neonatal brain
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Die neuroprotektive Wirkung des speziellen Caspase-2-Inhibitors TRP601 am
Modell der neonatalen Ratte nach Hyperoxie-Exposition
dc.contributor.firstReferee
N. N.
dc.contributor.furtherReferee
N. N.
dc.date.accepted
2014-06-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096668-9
dc.title.translated
The neuroprotective effect of the specific caspase-2 inhibitor TRP601 in a
neonatal rat model after exposure to hyperoxia
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096668
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000015245
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access