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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-48453
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2007/4845/


Elektrophysiologische Beurteilung der Integration neuronaler Stammzellen in ischämische Hirnareale in der Ratte

Malik, Christoph Yves


Originalveröffentlichung: (2007) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
pdf-Format: Dokument 1.pdf (6.281 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Physiologisches Institut
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5183-9
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.05.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 27.08.2007
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit wurde erstmals in einem Tiermodell mit durch Endothelin induziertem cerebrovaskulären Insult die Differenzierung und funktionelle Integration von neuronalen xenotransplantierten eGFP markierten embryonalen Stammzellen mit Hilfe der patch-clamp Technik und immunhistochemischen Färbungen untersucht.


· In etwa 30% von eGFP positiven Zellen konnten Einwärts- und Auswärtsströme nachgewiesen werden.

· Die transplantierten Zellen überlebten im elektrophysiologischen Beobachtungszeitraum von 7 Wochen nach Transplantation.

· Die Einwärtsströme, die eine für spannungsabhängige Natriumkanäle typische Kinetik zeigten, konnten durch 100 nM TTX blockiert werden.

· Nur diese Zellen konnten Aktionspotentiale generieren und wurden deshalb neuronen-ähnliche Zellen genannt (neuron-like cells: NLC)
· Die Auswärtsströme zeigten eine langsame Inaktivierungskinetík (τ>500 ms) und konnten durch 10 mM TEA auf 20 % blockiert werden.

· Die Auswärtsströme gliedern sich in zwei Komponenten Kdr (delayed rectifier K+-Kanäle) und KCa (calciumabhängige K+-Kanäle).

· Kdr hat großen Einfluss auf das Ruhepotential der untersuchten NLCs.

· KCa führt zu einer Modulation der Aktionspotential Dauer.
· Mit zunehmender Zeit nach Transplantation wurde das Ruhemembranpotential zunehmend negativer.

· Die Reifung der untersuchten Zellen führte zu einer Verkürzung der Aktionspotential Dauer und zu der Fähigkeit, Serien von Aktionspotentialen zu generieren.

· In NLCs konnten spontane Einwärtsströme von kurzer Dauer und mit ähnlicher Kinetik beobachtet werden, die als exzitatorische postsynaptische Potentiale (EPSPs) identifiziert wurden.

· Die EPSPs sind ein Hinweis auf die funktionelle Integration der NLCs. Offen bleibt, ob die Verknüpfung untereinander oder mit host-Neuronen ausgebildet wird.

· Die calciumabhängigen EPSPs führten zum spontanen Feuern von Aktionspotentialen.

· Die aus transplantierten Zellen differenzierten Gliazellen besaßen nur Auswärtsströme mit geringerer Amplitude und konnten keine Aktionspoteniale generieren.
Kurzfassung auf Englisch: For the first time, the differentiation and functional integration of xenotransplanted eGFP+ stem-cells derived from neuronal embryonic precursor-cells was examined in an animal, endothelin-induced stroke model.


· Inward and outward currents were found in about 30 % of eGFP positive cells.

· Transplanted cells survived during the electrophysiological observation period of 7 weeks after transplantation.

· The inward currents, which demonstrated the typical kinetics of voltage-gated sodium currents were blocked by 100 nm TTX.

· Only the eGFP+-cells were able to generate action potentials. Therefore they were called neuron-like cells (NLC).

· The outward current revealed slow inactivation kinetics (τ>500 ms) and 10 mM TEA could suppress it to 20%.

· The outward currents consisted of two components, Kdr (delayed rectifier K+-currents) and KCa (calcium dependent K+-currents).

· Kdr had a large influence on the resting membrane potential of NLC.

· KCa modulated the actionpotential duration.

· The resting membrane potential became more negative during the electrophysiological observation period.

· As the cells matured, the action potential duration was shortened and they were more able to generate trains of action potentials.

· Spontaneous inward currents of short duration and similar kinetics were observed in NLCs and identified as excitatory postsynaptic potentials (EPSPs).

· The EPSPs are evidence of the functional integration of NLC. It is unclear if NLC interconnect with each other or with the host-neurones.
· The calcium-dependent EPSPs evoked spontaneous firing of actionpotentials in NLCs.

· Differentiated glial cells derived from transplanted cells possessed only voltage-dependent outward currents with low amplitude and could not generate an action potential.