Die Rolle von "Collapsin Response Mediator Proteins" (CRMPs) bei der Entwicklung und Regeneration der optischen Projektion des Zebrafisches
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zebrafische sind eine exzellentes Modell, um axonales Wachstum während der Embryonalentwicklung zu untersuchen. Gleichzeitig bietet der adulte Zebrafisch die Gelegenheit axonale Regenerationsprozesse im ZNS zu untersuchen, da dieser Modellorganismus, im Gegensatz zum Menschen, zur funktionellen Regeneration von Axonen im ZNS fähig ist. In diesem Projekt sollte die Rolle von collapsin response-mediator proteins (CRMPs), für das axonale Wachstum und die Wegfindung sich entwickelnder und regenerierender Axone, insbesondere im optischen Nerven untersucht werden. CRMPs sind am axonalen Wachstum und an der Signaltransduktion inhibitorischer Wegweisermoleküle beteiligt. Unsere Klonierungsarbeiten ergaben 6 Mitglieder der CRMP Familie beim Zebrafisch. Eine Expressionsanalyse in embryonalen und larvalen Tieren zeigte eine differenzielle Expression und eine deutliche Assoziation der Expression verschiedener CRMPs mit dem axonalen Wachstum. Retinaganglienzellen exprimieren CRMP-2, -4. -5a und 5b während der Entwicklung, während adulte Retinaganglienzellen mit regenerierenden Axonen nach einer Quetschung des optischen Nerven verstärkt CRMP-2, -3, -4, und -5a exprimieren. Dies bedeutet, dass die Expressionsmuster von CRMPs sehr dynamisch und charakteristisch für sich entwickelnde und regenerierenden Axone sind. Funktionelle Untersuchungen mittels anti-sense Morpholino Oligonukleotid „knock down“ weisen auf eine Funktion von CRMP-2 bei der terminalen Verzweigung von Retinaganglienzellaxonen während der Larvalentwicklung hin. In einem Regenerationsmodell der Trigeminusaxone bei Larven (Zusammenarbeit mit A. Sagasti) konnte gezeigt werden, dass durch Unterdrückung der CRMP-2 Funktion mittels Morpholinos und dominant-negativer RNA Überexpression, regenerierende, jedoch nicht embryonal wachsende Axone dazu gebracht werden können normalerweise inhibitorische Bereiche der Epidermis zu innervieren. Dies zeigt wiederum Unterschiede in der CRMP Funktion in embryonal wachsenden und in regenerierenden Axonen. Wir schließen, dass CRMPs wichtige und spezifische Aufgaben während Entwicklung und Regeneration von Axonen haben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2005) Expression of collapsin response mediator proteins in the nervous system of embryonic zebrafish. Gene Expr Pattern 5:809-816
Schweitzer J, Becker CG, Schachner M, Becker T
- (2006) Expression profiling reveals increased expression of collapsin-response-mediator proteins (CRMPs) during regeneration of retinal ganglion cell axons in adult zebrafish. Soc Neurosci Abstr 522.22
Ebert A, Schweitzer J, Roerink SF, Hart RP, Schachner M, Becker T, Becker CG
- (2008) Guidance of axon growth and regeneration in zebrafish, Axon Guidance, Synaptogenesis and Neural Plasticity, Cold Spring Harbor
Wyatt C, Ebert C, Becker T, Becker CG
