Zur Bedeutung von Cardiolipin bei der Differenzierung von Motoneuronen des Rückenmarks in vitro

Abstract

Die Motorneurone des Rückenmarks sind zentraler Bestandteil unseres motorischen Systems. Ihre Degeneration führt zu Paresen und Paralysen der Target-Muskulatur mit anschließender Muskelatrophie. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von Cardiolipin (CL) - das mitochondriale Signatur-Phospholipid - auf die Differenzierung von Motoneuronen untersucht. Als Studienmodell diente die Motoneuron-ähnliche Zelllinie NSC34 - eine Hybridzelllinie aus Motoneuron-angereicherten primären Rückenmarkszellen und Neuroblastomzellen. Als Differenzierungsmarker wurden verschiedene Parameter des Neuritenwachstums und der Rezeptorbesatz untersucht. Dazu kamen Aussagen zum Gehalt freier zellulärer Fettsäuren und zur Mitochondrienverteilung. Es wurde gezeigt, dass die Differenzierung von NSC34-Zellen per se stattfindet und durch den Einsatz eines Differenzierungsmediums verstärkt wird. Dabei kommt es zur Reduktion der Proliferation ohne, dass die Vitalität beeinflusst wird. Mit fortschreitender Differenzierung war eine verstärkte Abwanderung der Mitochondrien in die Filopodia zu verzeichnen. Der Gehalt der meisten CL-Spezies nahm ab; dabei gab es 2 Ausnahmen: (C18:1)2/(C16:0)2-CL und (C18:1)3/C16:0-CL. Eine lineare Regressionsanalyse zeigte eine positive Korrelation von Zelldifferenzierung (Neuritenwachstum) und den molekularen CL-Spezies, konkret den Gehalten von (C18:1)2/(C16:0)2-CL und (C18:1)3/C16:0-CL. Das daraus abgeleitete „Proof of Principle“-Experiment - Medienanreicherung mit Öl- und/oder Palmitinsäure - zeigte eine positive Beeinflussung der Differenzierungsparameter ohne die Proliferation, die Vitalität und den Cardiolipin-Haushalt wesentlich zu verändern. Somit könnte Cardiolipin ein weiteres Target für zielgerichtete Therapieansätze bei Schädigung der spinalen Motorneurone darstellen.