Kurzfassung

Das von Profs. Kirkpatrick und Wessler zusammen mit einer amerikanischen und japanischen Arbeitsgruppe entdeckte zelluläre Regulationssystems „nicht-neuronales cholinerge System“ ist mittlerweile weltweit anerkannt. Acetylcholin (ACh) wird von „einfachen“ Organismen (z.B. Bakterien, Protozoen, Pflanzen) aber auch beim Menschen von nahezu allen, nicht-neuronalen Zellen synthetisiert (z.B. Epithel-, Endothel-, Mesenchym-, Immun-Zellen) und reguliert über auto- und parakrine Wege unter...Das von Profs. Kirkpatrick und Wessler zusammen mit einer amerikanischen und japanischen Arbeitsgruppe entdeckte zelluläre Regulationssystems „nicht-neuronales cholinerge System“ ist mittlerweile weltweit anerkannt. Acetylcholin (ACh) wird von „einfachen“ Organismen (z.B. Bakterien, Protozoen, Pflanzen) aber auch beim Menschen von nahezu allen, nicht-neuronalen Zellen synthetisiert (z.B. Epithel-, Endothel-, Mesenchym-, Immun-Zellen) und reguliert über auto- und parakrine Wege unter Vermittlung von Nikotin- und Muskarinrezeptoren Zellfunktionen (u.a. Zell¬wachstum, Differenzierung). Embryonale Stammzellen differenzieren in die o.g. somatischen Zelltypen. Nachgewiesen wurde kürzlich ein hoher ACh-Gehalt in einer embryonalen Stammzelllinie der Maus (siehe Vorarbeiten). Es ist denkbar, dass das nicht-neuronale, cholinerge System an der Regulation von Proliferation und Differenzierung beteiligt ist. In eigenen Vorarbeiten wurde nachgewiesen, dass ACh aus den embryonalen Stammzellen freigesetzt wird, jedoch ist nichts über Regulationsmechanismen der Freisetzung bekannt. Ferner ist die funktionelle Bedeutung von ACh an diesen Zellen weitgehend unbekannt. Im vorliegenden Projekt soll die Freisetzung von ACh aus embryonalen Stammzellen der Maus untersucht werden. Ferner soll geprüft werden, ob Nikotin- und Muskarinrezeptoren exprimiert werden und welche funktionellen und morphologischen Veränderungen bei Blockade dieser Rezeptoren eintreten. Es hat sich gezeigt (siehe Publikationen), dass die CGR8 Stammzelllinie signifikante Mengen an Acetylcholin synthetisiert und freisetzt. Es werden alle Subtypen von Muskarinrezeptoren exprimiert. Mit Beginn der Differenzierung (Verlust der Pluripotenz durch Entzug von LIF) erfolgt eine 6-10fache Zunahme der Acetylcholin-Synthese und 3fache Zunahme der Acetylcholin-Freisetzung. Die Zunahme der Acetylcholin-Synthese wird durch eine funktionelle Änderung des synthetisierenden Enzyms (Cholin-Acetyltransferase) vermittelt, es wurde eine signifikante Abnahme des Km-Wertes für die Vorstufe Acetyl-CoA und 6fache Zunahme von Vmax nachgewiesen.In weiteren Untersuchungen soll geklärt werden, ob auch bei dem umgekehrten Weg (Generierung von induzierten adulten Stammzellen) eine Veränderung des cholinergen Systems nachweisbar ist.
Ferner wird die Expression und Funktion des nicht-neuronalen cholinergen Systems in kultivierten Colonepithelzellen vom Schwein und bei dem Generationszyklus von Bienen (befruchtes Ei, Larve, Königin bzw. Arbeiterbiene) untersucht» weiterlesen» einklappen