Mutationen im Protein LRRK2 wurden im Zusammenhang mit klinischen Symptomen beschrieben, die dem Idiopathischen Parkinsonsyndrom (IPS) nahezu gleichen. So findet sich neben vielen anderen Mutationen die häufigste pathogene Mutation für das IPS im LRRK2-Gen. Die Aufklärung der molekularbiologischen Mechanismen, die zur Pathologie der spezifischen Neurodegeneration in der Substantia nigra Pars Compacta (SNpc) und somit zur Idiopathischen Parkinsonssyndrom führen, ist mit der Hoffnung auf kausale und kurative Therapieansätze verbunden. In dieser medizinischen Doktorarbeit soll daher versucht werden, die biologische Funktion des LRRK2 in einem dopaminergen Mauszellmodell näher zu beschreiben. Hierfür soll die genetische Aktivität des LRRK2 in mesenzephalen, sogenannten MN9D-Zellen reduziert werden, indem der Mechanismus der RNA-Interferenz in vitro durch Transfektion von siRNA angestoßen wird. Durch die Reduktion der LRRK2-Aktivität sollen Veränderungen in den MN9D-Zellen induziert und diese objektiviert werden. Die Darstellung der Beobachtungen konzentriert sich auf die transkriptionelle Expression von Genen des Zellzyklus sowie der neuralen und dopaminergen Differenzierung (Tyrosinhydroxylase, Nestin und β-Tubulin) durch PCR. Die Proliferation der Zellen vor und nach den RNA-Interferenzexperimenten soll global durch MTT- und BrdU-Test gemessen werden.

Mutationen im Protein LRRK2 wurden im Zusammenhang mit klinischen Symptomen beschrieben, die dem Idiopathischen Parkinsonsyndrom (IPS) nahezu gleichen. So findet sich neben vielen anderen Mutationen die häufigste pathogene Mutation für das IPS im LRRK2-Gen. Die Aufklärung der molekularbiologischen Mechanismen, die zur Pathologie der spezifischen Neurodegeneration in der Substantia nigra Pars Compacta (SNpc) und somit zur Idiopathischen Parkinsonssyndrom führen, ist mit der Hoffnung auf kausale und kurative Therapieansätze verbunden. In dieser medizinischen Doktorarbeit soll daher versucht werden, die biologische Funktion des LRRK2 in einem dopaminergen Mauszellmodell näher zu beschreiben. Hierfür soll die genetische Aktivität des LRRK2 in mesenzephalen, sogenannten MN9D-Zellen reduziert werden, indem der Mechanismus der RNA-Interferenz in vitro durch Transfektion von siRNA angestoßen wird. Durch die Reduktion der LRRK2-Aktivität sollen Veränderungen in den MN9D-Zellen induziert und diese objektiviert werden. Die Darstellung der Beobachtungen konzentriert sich auf die transkriptionelle Expression von Genen des Zellzyklus sowie der neuralen und dopaminergen Differenzierung (Tyrosinhydroxylase, Nestin und β-Tubulin) durch PCR. Die Proliferation der Zellen vor und nach den RNA-Interferenzexperimenten soll global durch MTT- und BrdU-Test gemessen werden.

As a classic neurotransmitter in the brain, norepinephrine (NE) also is an important modulator to other neuronal systems. Using primary cultures from rat ventral mesencephalon (VM) and dopaminergic cell line MN9D, the present study examined the neuroprotective effects of NE and its effects on the expression of tyrosine hydroxylase (TH). The results showed that NE protected both VM cultures and MN9D cells against 6-hydroxydopamine-caused apoptosis, with possible involvement of adrenal receptors. In addition, treatment with NE upregulated TH protein levels in dose- and time-dependent manner. Further experiments to investigate the potential mechanisms underlying this NE-induced upregulation of TH demonstrated a marked increase in protein levels of the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and the phosphorylated extracellular signal-regulated protein kinase 1 and 2 (pERK1/2) in VM cultures treated with NE. In MN9D cells, a significantly increase of TH and pERK1/2 protein levels were observed after their transfection with BDNF cDNA or exposure to BDNF peptides. Treatment of VM cultures with K252a, an antagonist of the tropomyosin-related kinase B, blocked the upregulatory effects of NE on TH, BDNF and pERK1/2. Administration of MEK1 & MEK2 inhibitors also reversed NE-induced upregulation of TH and pERK1/2. Moreover, ChIP assay showed that treatment with NE or BDNF increased H4 acetylation in the TH promoter. These results suggest that the neuroprotection and modulation of NE on dopaminergic neurons are mediated via BDNF and MAPK/ERK pathways, as well as through epigenetic histone modification, which may have implications for the improvement of therapeutic strategies for Parkinson's disease.