Fetal and postnatal neocortical development in a non-domesticated precocial ungulate, the European Wild Boar (Sus scrofa, LINNAEUS 1785)

• Applicant: Professorin Dr. Petra Wahle
• Subject Area: Developmental Neurobiology
• Term: from 2021 to 2025
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 451084183

• Final Report Year: 2025

Final Report Abstract

Über die Hirnentwicklung von „precocial“ Huftieren ist wenig bekannt. Die Neugeborenen sind mit nahezu maturen Sinnes- und motorischen Leistungen ausgestattet, weil viele praktisch sofort mit der Herde mitlaufen müssen. Sie sind in gängigen Modellen zur Hirnentwicklung der Säuger völlig unterrepräsentiert, ebenso wie die meisten „large-brained mammals“, mal abgesehen von Primaten. Außerdem gibt es kaum neurobiologische Untersuchungen wildlebender Spezies, die nicht dem „gehirnschrumpfenden“ Einfluß der Domestizierung unterlagen. So sind Wildschweingehirne rund 40% größer als die der Hausschweine. Ziel unseres Projekts war, diese Lücke nach besten Kräften zu füllen. Warum das Schwein? Es ähnelt in sehr vielen Aspekten dem Menschen deutlich mehr als Labor-Nager dies tun. Tatsächlich ist das Schwein ein „emerging model“ für translationale Forschung in den Bereichen Herz, Immunologie, Haut, Krebs. Transgenese wird eingesetzt, um das Schwein zur Gewinnung genetisch humanisierter Organe für Transplantationen zu benutzen: die ersten Patienten wurden transplantiert; die Weltpresse berichtete. Mit transgenen Methoden wurden Modelle für die neurodegenerativen Erkrankungen des Menschen erzeugt, die in dieser relativ langlebigen Art nun untersucht werden. Diesen Fortschritten steht eine äußerst dürftige Kenntnis der Neurobiologie gegenüber, denn die zelluläre und neurochemische Entwicklung des Gehirns bei Schwein (Huftier allgemein) ist praktisch unerforscht. Die folgenden im Antrag formulierten Ziele wurden erreicht und publiziert: Abgrenzung der embryonalen und fetalen corticalen laminären Kompartimente, Entwicklung von Cajal-Retzius Neuronen der Marginalzone, Entwicklung von Pyramidalzellen (Dornfortsätze, Axoninitialsegment), Entwicklung von Blutgefäßen, von Microglia, sowie der Myelinisierung, die ontogenetische Expression ausgewählter prä- und postsynaptischer Proteine sowie die Expression ausgewählter plastizitätsrelevanter Proteine. Wir konnten weder die sog. „cascading“ (Huttenlocher) noch die „all concurrent“ (Lidow & Rakic) Hypothesen zur Entwicklung der Rindenareale bestätigen. Wie so oft in der Biologie liegt die Wahrheit in der Mitte – Erkenntnisse bzw. Interpretationen hängen von den betrachteten Prozessen ab.

Publications

• Development of microglia in fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar ( Sus scrofa ). Journal of Comparative Neurology, 530(9), 1341-1362.
  Sobierajski, Eric; Lauer, German; Aktas, Meriyem; Beemelmans, Christa; Beemelmans, Christoph; Meyer, Gundela & Wahle, Petra
  
• Neocortical pyramidal neurons with axons emerging from dendrites are frequent in non-primates, but rare in monkey and human. eLife, 11.
  Wahle, Petra; Sobierajski, Eric; Gasterstädt, Ina; Lehmann, Nadja; Weber, Susanna; Lübke, Joachim HR; Engelhardt, Maren; Distler, Claudia & Meyer, Gundela
  
• Development of myelin in fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar Sus scrofa. NWG-Meeting 2023 (Nr. T1-4A)
  Eric Sobierajski, German Lauer, Katrin Czubay, Hannah Grabietz, Christa Beemelmans, Christoph Beemelmans, Gundela Meyer & Petra Wahle
  
• Development of myelin in fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar Sus scrofa. Brain Structure and Function, 228(3-4), 947-966.
  Sobierajski, Eric; Lauer, German; Czubay, Katrin; Grabietz, Hannah; Beemelmans, Christa; Beemelmans, Christoph; Meyer, Gundela & Wahle, Petra
  
• Expression of synaptic proteins and development of dendritic spines in fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar Sus scrofa. Springer Science and Business Media LLC.
  Sobierajski, Eric; Czubay, Katrin; Schmidt, Marc-André; Wiedenski, Sebastian; Rettschlag, Sarah; Beemelmans, Christa; Beemelmans, Christoph & Wahle, Petra
  
• Vascular Development of Fetal and Postnatal Neocortex of the Pig, the European Wild Boar Sus scrofa. Journal of Comparative Neurology, 532(12).
  Sobierajski, Eric; Czubay, Katrin; Beemelmans, Christa; Beemelmans, Christoph; Meschkat, Martin; Uhlenkamp, Dennis; Meyer, Gundela & Wahle, Petra
  
• Vascular development of fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar, Sus scrofa. FENS Meeting, Vienna, 2024
  Eric Sobierajski, Katrin Czubay, Christa Beemelmans, Christoph Beemelmans, Martin Meschkat, Dennis Uhlenkamp, Gundela Meyer & Petra Wahle
  
• Developmental changes of Reelin-expressing cell populations in the marginal zone of the neocortex of the European wild boar, Sus scrofa. Brain Structure and Function, 230(6).
  Sobierajski, Eric; González-Gómez, Miriam; González-Arnay, Emilio; Wahle, Petra & Meyer, Gundela
  
• Expression of synaptic proteins and development of dendritic spines in fetal and postnatal neocortex of the pig, the European wild boar, Sus scrofa. NWG-Meeting 2025
  Eric Sobierajski, Katrin Czubay, Marc-André Schmidt, Sebatian Wiedenski, Sarah Rettschlag, Christa Beemelmans, Christoph Beemelmans & Petra Wahle