Untersuchungen zur Expression und Verteilung von Selenoprotein P

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Verteilung von Selenoprotein P (SePP) sowohl auf Transkript- als auch auf Proteinebene analysiert. Mit Hilfe der In-Situ-Hybridisierung konnte anhand ausgewählter muriner Organe gezeigt werden, dass SePP Gewebs- und Zell-spezifisch exprimiert wird. Diese Ergebnisse wurden mit Hilfe eines Expression-Arrays humaner Gewebe bestätigt. Ferner wurde mit Hilfe mehrerer polyklonaler Antikörper eine immunhistochemische Färbung von SePP etabliert und evaluiert. Es wurden humane zerebrale Gewebsschnitte immunhistochemisch untersucht und mit Hilfe einer Access-Datenbank eine zerebrale Protein-Karte der Normalverteilung erstellt. Hierbei zeigte sich, dass v.a. lange Bahnsysteme (z.B. im Rückenmark) in der Markscheide eine deutliche SePP-Immunreaktivität aufweisen. Ferner wiesen insbesondere große Neurone im Bereich des Cortex cerebri und des Rückenmarks eine deutliche Immunreaktivität auf. Die untersuchten neuronalen Kerngebiete (z.B. im Hirnstamm) zeigten eine differentielle SePP-Immunreaktivität. Ein postulierter Zusammenhang der SePP-Immunreaktivität mit der Neurotransmitterverteilung konnte nicht festgestellt werden. Ergänzend wurde orientierend zerebrales Gewebe von einzelnen Patienten mit unter-schiedlichen neurodegenerativen Erkrankungen untersucht (Morbus Alzheimer, multiple Sklerose, Morbus Parkinson, amyotrophe Lateralsklerose). Hierbei zeigte sich, dass bei den Herden der multiplen Sklerose die SePP-Immunreaktivität in Korrelation mit dem Verlust der Markscheiden abnimmt. Ein möglicher Zusammenhang mit dem chronischen Verlust von Axonen bei der multiplen Sklerose wurde diskutiert. Bei den untersuchten Gewebeproben von Patienten mit amyotropher Lateralsklerose zeigten die Neuronen im Bereich der Ubiquitin- positiven Motoneurone des Rückenmarkvorderhorns eine perinukleär betonte verwaschene SePP-Immunreaktivität. Bei Gewebe von Alzheimer-Patienten fanden sich im Cortex und im Bereich des entorhinalen Cortex bzw. Hippocampus Neurone mit perinukleär kräftiger SePP-Immunreaktivität. Ferner fanden sich SePP- positive Ablagungen, passend zu sog. Neurofibrillary Tangles bzw. Alzheimer- Plaques. Im Gewebe von Patienten mit Morbus Parkinson fanden sich keine Auffälligkeiten der SePP-Immunreaktivität. Ein Zusammenhang mit der Pathogenese der neurodegenerativen Erkrankungen bzw. ein möglicher protektiver Einfluß von SePP erscheint anhand dieser Daten möglich, bedarf aber der weiteren molekularen Charakterisierung.

We studied the distribution of Selenoprotein P (SePP) on mRNA and protein level. Using in-situ hybridisation on selected murine tissues, we showed tissue- and cell specific SePP-mRNA distribution. These results were confirmed and correlated using a commercially available human mRNA expression array. In an effort to study SePP protein localization, we established immunohistochemical stainings using three different antibodies directed against human SePP. Distribution of SePP in the Human brain was systematically analyzed and the results were used to generate a Microsoft Access database of the non-pathologic distribution of SePP. SePP stainings showed a high and specific immunoreactivity in the myelin sheath especially of the long ascending and descending fibers of the spinal cord. Especially the larger neurons in the cortex and spinal cord demonstrated a high SePP immunoreactivity. A more diverse immunoreactivity was observed in neurons of different nuclei (e.g. of the brainstem). A postulated correlation between SePP-immunoreactivity and the different neurotransmitters was not found. Finally, brain tissues of patients with neurodegenerative and neuroinflammatory diseases (Alzheimer´s disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, Parkinson´s disease) were analyzed. In multiple sclerosis a decrease in SePP immunoreactivity was found in correlation with the loss of myelin sheaths. Tissue from patients with amyotrophic lateral sclerosis showed a blurred immunoreactivity in motoneurons of the spinal cord. In the cortex and hippocampus of patients with Alzheimer´s disease SePP- immunoreactivity in neurons and perineural tissue was detected, potentially correlating to neurofibrillary tangles and plaques. In Parkinson´s disease there were no obvious changes in immunoreactivity as compared to controls. We conclude that the changes in SePP expression and localisation found in neurodegenerative or neuroinflammatory diseases are consistent with the hypothesis of a possible (neuroprotective) role of SePP in the pathology of these diseases.