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Authors: Kaiser, Nadine
Title: Behavioural analysis of mouse mutants with altered neuronal and glial genes
Online publication date: 16-Jan-2014
Abstract: Im ersten Teil dieser Doktorarbeit beabsichtigte meine Arbeit, die funktionelle Beteiligung des CB1 Rezeptors, einer Hauptkomponente des neuronalen Endocannabinoid-Systems (ECS), an der Ausbildung von verschiedenen Verhaltensphänotypen mit Hilfe von konditionalen Mausmutanten, denen der CB1 Rezeptor auf verschiedenen neuronalen Unterpopulationen fehlt, aufzuschlüsseln und zu untersuchen. Verschiedene Verhaltensmodelle wurden hierzu getestet. Dabei lag der Fokus dieser Arbeit auf der CB1f/f;D1-Cre Mauslinie, welche der CB1 Rezeptor auf den D1 Rezeptor exprimierenden Neuronen des Striatums fehlt. Ich konnte zeigen, dass der Verlust des CB1 Rezeptors auf diesen Neuronen keinen Einfluss auf basale neurologische Funktionen, Gewicht, Bewegung, Exploration, Sozialverhalten, Angst und Stressbewältigung der Tiere hat, jedoch eine Beteiligung an der Entwicklung von Suchtverhalten gegeben ist. Bei Betrachtung des Kokain-induzierten Suchtverhaltens zeigten die konditionalen Mausmutanten eine reduzierte Suchtanfälligkeit sowohl im Vergleich zu Tieren mit einem totalen CB1 Rezeptor Verlust in allen Körperzellen, als auch zu genetisch unveränderten Kontrollmäusen beider Linien.\r\nDes Weiteren zeigen die Ergebnisse dieser Studie eine große, aber gegensätzliche Beteiligung des ECS bei der Regulation von Exploration in Abhängigkeit des Verlustes des CB1 Rezeptors auf GABAergen Neuronen des Vorderhirns und kortikalen glutamatergen Neuronen, jedoch nicht auf striatalen Neuronen alleine. Zusätzlich war ich in der Lage, die Wichtigkeit des genetischen Hintergrunds von Mauslinien nicht nur auf die Ausbildung von spezifischen Verhaltensphänotypen, sondern auch auf die Genexpression zu zeigen.\r\nIn dem zweiten Teil dieser Arbeit, in dem ich mich auf die Funktion von Gliazellen konzentrierte, wurden ebenfalls Mausmutanten in verschiedenen Verhaltensmodellen getestet. Ein genetisches Auslöschen des NG2 Glykoproteins in Gliazellen sorgt in den Knock-out Mäusen für ein schlechteres Hörvermögen und ein reduziertes Depressionsverhalten im Vergleich zu ihren Wildtyp-Kontrollmäusen. Interessanterweise zeigten diese Tiere auch eine reduzierte Empfänglichkeit bei chemisch induzierten epileptischen Krämpfen, was eine Rolle des NG2 Glykoproteins bei der Kontrolle der glutamatergen Homöostase vorschlägt, die wahrscheinlich durch Strukturänderungen der Neuron-Glia-Synapse verursacht wird. \r\n
In the first part of this thesis, my work aimed at dissecting and exploring the functional involvement of the CB1 receptor, a major component of the neuronal endocannabinoid system (ECS), in various aspects of behaviour by using conditional mouse mutants lacking the CB1 receptor on different neuronal subpopulations. Different behavioural models were tested. I focused on the CB1f/f;D1-Cre mouse line, which lacks the CB1 receptor in dopamine D1 receptor-expressing neurons of the striatum. I showed that the loss of the CB1 receptor on these neurons did not affect basal neurological functions, weight, movement, exploration, social behaviour, anxiety and stress coping of the animals, but seemed to have a role in the development of addictive behaviour. Regarding the addictive behaviour towards cocaine, these conditional mutant mice showed a reduced susceptibility as compared to animals with CB1 receptor loss in all cells of the body and to genetically unchanged mice of both mouse lines. \r\nFurthermore, this study also revealed an opposing involvement of the ECS in the regulation of exploration in relation to the loss of CB1 receptor in forebrain GABAergic and cortical glutamatergic neurons, but not in striatal neurons alone. Additionally, I was able to show the importance of the genetic background of mouse lines not only in the formation of a specific behavioural phenotype, but also on gene expression. \r\nIn the second part of this thesis, I focused on glial function and its influence on behaviour. A genetic deletion of the glial NG2 glycoprotein caused a hearing disability and reduced depression-like behaviour in the knock-out mice as compared with wild-type controls. Interestingly, they also showed reduced susceptibility to chemically induced excitotoxic seizures, suggesting a role of NG2 in the control of glutamatergic homeostasis, probably caused by structural changes in the neuron-glia synapses.\r\n
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3671
URN: urn:nbn:de:hebis:77-36315
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 198 S.
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