Hirudo medicinalis: eine Plattform zur Untersuchung von Genen der neuronalen Reparatur

We have used the nervous system of the medicinal leech as a preparation to study the molecular basis of neural repair. The leech central nervous system, unlike mammalian CNS, can regenerate to restore function, and contains identified nerve cells of known function and connectivity. We have constructed subtractive cDNA probes from whole and regenerating ganglia of the ventral nerve cord and have used these to screen a serotonergic Retzius neuron library. This identifies genes that are regulated as a result of axotomy, and are expressed by the Retzius cell. This approach identifies many genes, both novel and known. Many of the known genes identified have homologues in vertebrates, including man. For example, genes encoding thioredoxin (TRX), Rough Endoplasmic Reticulum Protein 1 (RER-1) and ATP synthase are upregulated at 24 h postinjury in leech nerve cord. To investigate the functional role of regulated genes in neuron regrowth we are using microinjection of antisense oligonucleotides in combination with horseradish peroxidase to knock down expression of a chosen gene and to assess regeneration in single neurons in 3-D ganglion culture. As an example of this approach we describe experiments to microinject antisense oligonucleotide to a leech isoform of the structural protein, Protein 4.1. Our approach thus identifies genes regulated at different times after injury that may underpin the intrinsic ability of leech neurons to survive damage, to initiate regrowth programs and to remake functional connections. It enables us to determine the time course of gene expression in the regenerating nerve cord, and to study the effects of gene knockdown in identified neurons regenerating in defined conditions in culture.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Das Nervensystem des medizinischen Blutegels, das im Gegensatz zum Säuger-ZNS regenerationsfähig ist, diente den Autoren zur Untersuchung der molekularen Grundlagen der neuronalen Reparatur. Aus ganzen und regenerierenden Ganglien des Bauchmarks wurden subtraktive cDNA-Sonden erstellt und eine serotonerge Retzius-Neuron-Bibliothek durchmustert. Nach Axotomie regulierte, im Retzius-Neuron exprimierte Gene wurden identifiziert; die Gene für TRX, RER-1 und ATP-Synthase sind 24 Stunden nach Läsion hochreguliert. Per Mikroinjektion von Antisense-Oligonukleotiden mit Meerrettichperoxidase wird die Genfunktion in 3-D-Ganglienkultur geprüft, demonstriert an einer Isoform von Protein 4.1.

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