Plastizitäts-assoziierte Reorganisation der extrazellulären Matrix im auditorischen Hirnstamm der Ratte nach einseitiger Cochleotomie

Einleitung:

Die Plastizität des Säugergehirns ermöglicht es dem auditorischen System auf Veränderungen des sensorischen Inputs zu reagieren. Wir haben die Zusammenhänge zwischen plastischen Prozessen nach einseitiger Cochleotomie im auditorischen Hirnstamm und Veränderungen der extrazellulären Matrix (EZM) untersucht. Im Fokus standen hierbei der Plastizitätsmarker Gap43 und das Lectican Neurocan im Cochlearis-Kern (AVCN) und im Colliculus inferior (CIC).

Methoden:

Adulte Wistar-Ratten wurden durch einseitige Ablation der Cochlea ertaubt. Nach 1 (n = 5), 3 (n = 18), 7 (n = 6) bzw. 14 (n = 3) Tagen postoperativen Überlebens wurden die Gehirne für immunhistochemische Färbungen entnommen. In der Kontrollgruppe (n = 2) wurde keine Cochleotomie vorgenommen.

Ergebnisse:

Schon vor dem 3. postoperativen Tag (POD) setzt eine Reinnervation des deafferenzierten AVCN mit Gap43 positiven Fasern ein. Zeitgleich wird Neurocan stark hochreguliert. Während sich die neu entstandenen präsynaptischen Endigungen um Neuronen herum organisierten, wurde Neurocan bis POD7 signifikant reduziert und Fortsätze lokaler Astrozyten mit der Matrix-Metalloproteinase MMP-2 angereichert. Es ist bekannt, dass dieses Enzym zur Spaltung von EZM dient und von Astrozyten verstärkt exprimiert wird, sofern die Reinnervation im AVCN nicht unterbunden wird. Bemerkenswert ist ein transienter, aber signifikanter Neurocan-Anstieg im CIC der zur Cochleotomie kontralateralen Seite.

Schlussfolgerung:

Der auditorische Hirnstamm ist ein aussagekräftiges Modell zur Untersuchung zentralnervöser Plastizität, da er auf eine sensorische Deafferenzierung mit Bildung neuer Synapsen reagiert. Wir zeigen hier eine schnelle, transiente Expression von Bestandteilen der EZM, die offenbar maßgeblich an plastischen Prozessen beteiligt ist.

Publication History

Publication Date:
18 April 2018 (online)