Molekulare Netzwerke von Hypoxie und neuronaler Apoptose in der Cochlea

Zusammenfassung

Hintergrund

In organotypischen Kulturen zeigt die Region des Modiolus (MOD) von neugeborenen Ratten eine 4‑fach höhere Rate des Zelltods als die Region des Corti-Organs (OC). Die unterschiedliche Vulnerabilität geht mit einer differenziellen Expression zahlreicher Gene einher.

Methodik

Organotypische Kulturen von OC und MOD von 3–5 Tage alten Ratten wurden einer norm- bzw. hypoxischen (pO₂: 10–20 mmHg; 5 h) Atmosphäre ausgesetzt. 24 h nach Anlegen der Kultur wurde die Zelltodrate bestimmt und die Expression mittels c‑DNA-Microarray untersucht. Mithilfe der DAVID-Datenbank wurden aus einer Liste von 60 Genen mit veränderter Expression biologische Prozesse entsprechend der Gene-Ontology-Datenbank (GO) zugeordnet. Molekulare Netzwerke wurden mithilfe der Datenbanken STRING und ConsensusPathDB erstellt.

Ergebnisse

Das Netzwerk der GO-Annotationen „Hypoxie", „Entzündung" und „mechanischer Stimulus" deutet auf das Vorliegen von 2 Gen-Clustern, einem Cluster mit proinflammatorischen Genen (Ccl3, Cxcl2, Cxcr4, Ccl20) und einem Cluster mit hypoxieassoziierten Genen (c-Jun, Hif1a und Vegfa). Das Netzwerk der GO-Annotationen „positive und negative neuronale Apoptose" lässt vermuten, dass die unterschiedliche Expression der Gene c-Jun, Ngfr und Casp3 von entscheidender Bedeutung für die Regulation des programmierten Zelltods von neuronalen Zellen des OC und MOD ist.

Schlussfolgerung

Während c‑JUN als ein wichtiger Modulator des Gleichgewichts zwischen Zelltod und Überleben wirkt, scheinen die Assoziationen von NGFR und CASP3 bedeutsam für die Einleitung des Zelltods zu sein. Die Auswertung und Anwendung von Erkenntnissen aus biostatistischen Datenbanken sind ein wichtiges Mittel für das Verständnis der Funktion von einzelnen Genen und Gen-Clustern in medizinisch relevanten biologischen Prozessen.

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