dc.contributor.author
Pannell, Maria
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:23:48Z
dc.date.available
2014-06-10T07:57:45.297Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11881
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16079
dc.description.abstract
Neurotransmitters/-hormones have recently been identified as factors
controlling the function of microglia, the immune cells of the central nervous
system. In this study we compared the responsiveness of microglia to
neurotransmitters/-hormones; we freshly isolated microglia from healthy adult
mice and those from murine models of stroke (MCAo), multiple sclerosis (EAE),
glioma and Alzheimer’s disease. Using calcium imaging, we found that only a
small fraction (1 - 20 %) of microglia isolated from control mice responded to
the application of endothelin, histamine, substance P, serotonin, galanin,
somatostatin, angiotensin II, vasopressin, neurotensin, dopamine, nicotine and
carbachol. The population of angiotensin II- and endothelin-sensitive cells
was increased in microglia freshly isolated from stroke, EAE and glioma, while
some populations increased in only defined disease models. In cultured
microglia from neonatal and adult mice, a similarly small population of cells
responded to these neurotransmitters/-hormones. To induce activation into a
pro-inflammatory phenotype, we applied LPS or IFN-γ to the cultures for 24 h.
Several of the responding populations increased, but there was no uniform
pattern when comparing adult with neonatal microglia or LPS with IFN-γ
treatment. IL-4 as an anti-inflammatory substance increased the histamine,
substance P and somatostatin sensitive populations only in microglia from
adult, but not in neonatal cells. We also found that the expression of
different receptors was not strongly correlated indicating that there are many
different populations of microglia with a distinct set of receptors. We also
carried out a more detailed investigation on the expression and function of
muscarinic acetylcholine receptors on microglia. Microglia isolated from a
mouse model of stroke had a significantly higher carbachol-sensitive
population compared to those from healthy mice, where the sensitive population
increased from 16% to 60%. Microglia isolated from APPPS1 mice, a mouse model
of Alzheimer’s disease, also had a significantly higher population of
carbachol-sensitive cells (25%). Treatment of neonatal and adult cultured
microglia with IFN- γ also significantly increased the carbachol-sensitive
population to 62 and 63% respectively. Treatment of neonatal microglia with
IFN- γ was sensitive to blockers of protein synthesis. Functional assays
demonstrated that carbachol was a chemoattractant for microglia and decreased
their phagocytic activity. Quantitative PCR showed that IFN- γ treatment
resulted in an increase in the expression of the calcium linked M3 receptor in
both adult and neonatal cultures. Our results indicate that microglial cells
are a heterogeneous population with respect to their sensitivity to
neurotransmitters/-hormones and that they are more sensitive in pathology and
in defined activation states.
de
dc.description.abstract
Neue Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Neurotransmitter/-hormone das
Verhalten von Mikroglia beeinflussen. In dieser Studie untersuchten wir das
Verhalten von frisch isolierten Mikroglia von gesunden adulten Mäusen, sowie
pathologischen Mäusen wie Schlaganfall (MCAo), Multiple Sklerose (EAE), Gliom
und Alzheimer, unter dem Einfluss verschiedener Neurotransmitter/-hormone. Wir
konnten in gesunden adulten Mäuseneine Subpopulation von 1 – 20 % aller
Mikroglia identifizieren, welche auf die Stimulation mit Endothelin, Histamin,
Substanz P, Serotonin, Galanin, Somatostatin, Angiotensin II, Vasopressin,
Neurotensin, Dopamine, Nicotin und Carbachol mit einem Anstieg von
intrazellulärem Kalzium reagierte. Die Subpopulation von Angiotensin II- und
Endothelin-sensitiven Zellen vergrößerte sich in mehreren Pathologiemodellen
(Schlaganfall, Multiple Sklerose und Gliom), wohingegen sich andere
Subpopulation nur in einzelnen Pathologien wesentlich vergrößerten. Die
Resultate von den frisch isolierten gesunden adulten Mäusen ließen sich in
kultivierten neonatelen und adulten Mikroglia wiederholen. Des Weiteren
untersuchten wir die Reaktion von Mikrogliaproinflammatorischpolarisiertem
Phänotyps auf jene Neurotransmitter/-hormone. Sowohl die Stimulation von LPS
als auch IFN-γ für 24 Stunden vergrößerte mehrere Subpopulationen. Im
Vergleich von LPS und IFN-γ stimulierten, wie auch im Vergleich von adulten
und neonatalen Mikroglia konnten wir jedoch kein einheitliches Muster
erkennen. Die Polarisation in einen anti-inflammatorischen Phänotyp durch
Stimulation mit IL-4 vergrößerte die Population jener Zellen welche sensitiv
auf Histamin, Substanz-P und Somatostatin reagierten, in adulten jedoch nicht
in neonatalen kultivierten Mikroglia. Die Analyse der Expression der einzelnen
Rezeptoren ergab ein relativ heterogenes Muster, was auf differenzierte
Mikrogliasubpopulation schließen lässt, jede mit einem unterschiedlichen
Repertoire an Rezeptoren. In einem zweiten Schritt unserer Studie untersuchten
wir die Expression und Funktion der muskarinischenAcetylcholinrezeptoren auf
Mikroglia. Im Vergleich zur gesunden Maus erhöhte sich die Carbachol sensitive
Mikrogliasubpopulation signifikant um 16 – 60% und im Alzheimer modell APPPS1
signifikant um 25%. Den gleichen Effekt erreichten wir nach der Stimulation
von kultivierten neonatalen und adulten Mirkogliazellen mit IFN-γ, wobei die
Carbachol sensitive Mikrogliasubpopulation um 63%, bzw. 62% zunahm. In
kultivierten neonatalen Mikroglia konnte die Auswirkung der Stimulation mit
IFN-γ durch Unterbinden der Proteinsynthese verhindert werden. In weiteren
Untersuchungen konnten wir nachweisen, dass Carbachol sowohl als
Chemoattractant wirkt, als auch die Phagozytoseaktivität hemmt. Mit der
quantitativen PCR konnten wir zeigen, dass die Stimulation mit IFN-γ sowohl in
kultivierten Mikroglianeonatalen als auch adulten Ursprungs die Expression vom
„calciumlinked M3 receptor“ erhöht. Die Ergebnisse unserer Studie deuten auf
eine sehr heterogene Mikrogliapopulation hin, in der sich die Subpopulationen
in ihren Reaktionen auf Neurotransmitter/-hormoneunterscheiden. Des Weiteren
konnten wir zeigen, dass Mikroglia unter pathologischen Bedingung eine erhöhte
Sensibilität ausweisen.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
neurotransmitters
dc.subject
multiple sclerosis
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Neurotransmitter and neurohormone receptors on microglia
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2014-06-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096399-0
dc.title.translated
Neurotransmitter- und Neurohormonrezeptoren auf Mikroglia
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096399
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014979
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access