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• W1958961199 abstract "Nach traumatischer Verletzung peripherer Nerven entstehende Funktionseinbusenwerden bis heute unterschatzt und die Entwicklung neuer Therapien zurVerbesserung der Regeneration und zur Unterstutzung der Mikrochirurgie istdringend notwendig. In Nagetieren konnte gezeigt werden, dass polysialyliertesNCAM nach einer Lasion in Axonen peripherer Motoneurone und in Schwann´schenZellen heraufreguliert wird. Basierend auf diesem Befund wird angenommen, dassPolysialinsaure (PSA) durch Erhohung der Synapsenbildung eine verbessertepraferentielle Re-Innervierung (selektive „Zielerkennung“) von Motoneuronenstimuliert.PSA ist deshalb ein interessanter Kandidat fur die Medikamentenentwicklung undzum Einsatz zur Unterstutzung der Reparatur von verletzten Nerven. Um diepositiven Effekte des PSA Kohlenhydrats fur die Therapien von peripherenNervenverletzungen nutzbar zu machen, mussen die Bindunspartner diesesKohlenhydrats identifiziert werden, da das Kohlenhydrat selbst nicht furtherapeutische Anwendungen eingesetzt werden kann.Es wurde gezeigt, dass PSA mit Molekulen der extrazellularen Matrix, wie Heparan-Sulfat-Proteoglykanen, dem neurotrophischen Faktor BDNF und dem HormonEstradiol, interagiert. Es konnten unter Verwendung eines PSA mimikriernden „singlechain variable fragment“ (scFv) Antikorpers, der einen anti-idiotypischen Antikorpergegen einen PSA-Antikorper darstellt, Histon H1 und das myristoylierte Alanin-reicheC-Kinase Substrat (MARCKS) als neue potentielle PSA-Interaktionspartneridentifiziert werden. Die Untersuchung der Lokalisation dieser Molekule in lebendenund fixierten Zellen zeigte, dass Histon H1 und MARCKS mit PSA ko-lokalisiertvorliegen. Mittels ELISA konnte zudem eine direkte Interaktion zwischen PSA undHiston H1, aber nicht zwischen PSA und MARCKS nachgewiesen werden. DurchOberflachenbiotinylierung von Kornerzellen aus dem Cerebellum konnte zudemnachgewiesen werden, dass Histon H1 auch extrazellular lokalisiert vorkommt. MitHilfe von Immunfarbungen von Kornerzellen und von Schwann´schen Zellen lies sichzeigen, dass extrazellulares Histon H1 mit PSA im Extrazellularraum oder auf derZelloberflache ko-lokalisiert. Immunfarbung hippokampaler Neurone zeigte weiterhin,dass sowohl MARCKS als auch PSA teilweise auf der Zellmembran ko-lokalisiertvorliegen. Daruber hinaus konnte ich zeigen, dass extrazellulares Histon H1 dieBildung von Fortsatzen und die Proliferation von Schwann´schen Zellen, die Neuritogenese bei Kornerzellen und die Migration neuraler Stammzellen in vitro starkfordert, und dass diese Prozesse PSA abhangig sind. Diese Resultate zeigen, dassHiston H1 in der extrazellularen Matrix neuronaler Zellen vorliegt, wo es mit PSAinteragiert und fur die Entwicklung des Nervensystems wichtige Prozesse wieNeuritenwachstum, Zellmigration und Proliferation reguliert.Um die Funktion von Histon H1 wahrend der Regeneration des Nervensystems zuuntersuchen, wurde der Femuralis Nerv in adulten Mausen lasioniert, und dieRegeneration in vivo untersucht. Applikation on Histon H1 verbesserte diefunktionelle Regeneration, das Wiederauswachsen von Axonen und die Prazision beider Reinnervation nach Verletzung des Femuralis Nervs. Diese Ergebnisse zeigen,dass Histon H1 eine wichtige Rolle bei der Regeneration im peripherenNervensystem der Maus spielt.In meiner Arbeit konnte ich zeigen, dass Histon H1 in der extrazellularen Matrix vonneuronalen Zellen vorkommt und dort spezifisch mit PSA interagiert um Migrationneuronaler Zellen, Proliferation und Auswachsen von Neuronen zu induzieren. DieseDaten zeigen, dass der Interaktion zwischen Histon H1 und PSA wahrend derEntwicklung und der Regeneration des Nervensystems nach Verletzung einewichtige Funktion zukommt. Traumatic peripheral nerve injuries are still underestimated and there is a majorrequirement for new therapies improving functional recovery after injury and tosupport microsurgery. In rodents, polysialylated NCAM (PSA-NCAM) was reported tobe up-regulated in peripheral motor axons and Schwann cells after lesion. Based onthis, it is hypothesized that polysialic acid (PSA) promotes preferential motorreinnervation (selective targeting) by enhancement of synapse formation. This makesPSA an interesting molecule for drug development and to support nerve repair. Tomake the positive effects of the PSA carbohydrate available for therapy of peripheralnerve injuries, potential binding partners of this carbohydrate have to be identified,since the carbohydrate itself is not useful for therapeutic approaches.PSA has been shown to interact with extracellular molecules like heparan sulphateproteoglycans, the neurotrophic factor BDNF and the hormone estradiol. Histone H1and myristoylated alanine-rich C kinase substrate (MARCKS) have been identified aspotential binding partners of PSA using a PSA mimicking single chain variablefragment (scFv) antibody which is an anti-idiotypic antibody against a PSA antibody.Co-localization studies on live and fixed neuronal cells demonstrated that Histone H1and MARCKS are co-expressed with PSA, although only a direct binding betweenPSA and Histone H1, but not between PSA and MARCKS using ELISA could beshown. Moreover, surface biotinylation of cerebellar granule cells confirmed theextracellular localization of Histone H1. Live staining of cerebellar neurons andSchwann cells confirmed that an extracellular pool of Histone H1 co-localizes withPSA in the extracellular matrix or on the cell surface. Staining of fixed hippocampalneurons showed that both MARCKS and PSA partially co-localize at the cellmembrane. Furthermore, extracellular Histone H1 strongly stimulated processformation and proliferation of Schwann cells, neuritogenesis of cerebellar neuronsand migration of neural stem cells from neurospheres via a PSA dependentmechanism in vitro. These results indicate that Histone H1 is present in theextracellular matrix of neuronal cells, where it not only interacts with PSA but alsoregulates neurite outgrowth, cell migration and proliferation which are crucial duringnervous system development. To evaluate the function of Histone H1 during regeneration of the nervous system, invivo femoral nerve lesion experiments were performed in adult mice. Application ofHistone H1 improved the functional recovery, axon regrowth and the precision ofreinnervation after femoral nerve injury, indicating that Histone H1 plays a functionalrole during regeneration in the peripheral nervous system in mice.These results indicate that Histone H1 is present in the extracellular matrix of neuralcells, where it interacts specifically with PSA and regulates neural cell migration andproliferation as well as neurite outgrowth; pointing out that the interaction betweenHistone H1 and PSA plays an important role during development and in regenerationof the nervous system." @default.
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