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Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Expression des astrozytenspezifischen Enzyms Glutaminsynthetase in Ergänzung zum gliaspezifischen Marker Repo, um Gliazellen, die mit der embryonalen Entwicklung des Zentralkomplexes in Schistocerca gregaria assoziiert sind, zellulär und molekular zu charakterisieren. Der Zentralkomplex ist ein modulares System neuropiler Strukturen im Mittelhirn aller Insekten, und ist in vielen Verhaltensvorgängen wie Laufen, Fliegen, Stridulation und Ernährung involviert. In der Heuschrecke entwickeln sich die Neuropile des Zentralkomplexes im Laufe der Embryogenese und sind zum Zeitpunkt des Schlüpfens funktionsfähig. Trotz großer Kenntnisse neuronaler Aspekte über die Entwicklung des Zentralkomplexes verbleibt die Funktion der Gliazellen unklar. In dieser Arbeit wurde das Expressionsmuster des astrozytenspezifischen Enzyms Glutaminsynthetase (GS) und des gliaspezifischen Homöobox Gens reversed polarity (repo) in Kombination mit der negativen Expression des neuron-spezifischen Markers Meerrettich Peroxidase (HRP) zur Identifizierung glialer Zellen benutzt. Doppelfärbungen zeigen, dass alle GS-positiven Zellen, die mit dem Zentralkomplex assoziiert sind, gleichzeitig Repo-positiv sind. Zum ersten Mal konnte ich durch diese Kombination nicht nur Zellkörper, sondern auch Projektionen (Gliapodien) der Gliazellen sichtbar machen. Während der Embryogenese, also noch vor der Entwicklung des Zentralkomplexes, formen Gliazellen eine zusammenhängende Population, die aus der Pars intercerebralis in die Region der Faserbündel einwandert. Anschließend verteilen sich die Gliazellen neu und umhüllen jedes der einzelnen Module des Zentralkomplexes. Innerhalb der einzelnen Neuropile des Zentralkomplexes sind keine glialen Zellkörper zu finden. Rekonstruktionen einzelner Zellen zeigen Populationen von Gliazellen, die ausgedehnte umhüllende Projektionen um die Neuropile des Zentralkomplexes, wie den Zentralkörper, senden, während eine andere Population von Gliazellen säulenartige Verzweigungen in den Zentralkörper hinein projiziert. Solche Verzweigungen in den Modulen des Zentralkomplexes sind erst nach Fertigstellung der Neuroarchitektur zu erkennen. Daher kann man annehmen, dass diese Verzweigungen auf ein zuvor entstandenes Gerüst von Neuronen oder Tracheen projizieren. Höchstwahrscheinlich sind diese Gliaprojektionen in die Transmitterregulation innerhalb des Neuropils involviert. Da Gliazellen weitreichende Projektionen (Gliapodien) in und um die Mittelhirnneuropile senden, wurden in gefrorenen Hirnschnitten intrazelluläre Injektionen durchgeführt um zu erforschen, ob diese Gliazellen ein zelluläres Netzwerk via Zellkopplung im Verlauf der Embryogenese bilden. Färbungen individueller Zellen, die an vier unterschiedlichen Injektionsstellen um den Zentralkörper lokalisiert sind, zeigen eine Population gekoppelter Zellen, deren Anzahl und räumliche Verteilung stereotypisch für jeden der Injektionspunkte ist. Darüber hinaus sind sie sowohl bei 70%igem wie auch bei einem embryonalen Entwicklungsstand von 100% miteinander vergleichbar. Anschließende immunhistochemische Experimente bestätigen, dass es sich bei den gekoppelten Zellen um astrozytenähnliche Gliazellen handelt. Durch Hinzufügen von n-Heptanol in das Puffermedium wurde die Zellkopplung verhindert. Da die Zellkopplung auch ohne direkten intersomalen Kontakt auftritt, könnten die erheblichen Verzweigungen der Gliapodien, die sich im Laufe der Embryogenese ausbreiten, involviert sein. Durch die Datenerhebung aller Injektionspunkte kann darauf geschlossen werden, dass die Gliazellen, welche den Zentralkörper umrunden, ein Netzwerk gekoppelter Gliazellen bilden, das als Positionierungssystem der sich entwickelnden Neuropile des Zentralkomplexes dient.

Der Nucleus abducens des Menschen besteht analog zum Rhesusaffen aus mindestens vier Neuronenpopulationen, den cholinergen Motoneuronen und den nicht cholinergen internukleären Neuronen und Paramediantrakt-Neurone. Da die Neuronengruppen unter-schiedliche histochemische Eigenschaften besitzen, lassen sie sich auf Basis immunhistochemischer Färbungen differenzieren. Die Gesamtpopulation der Motoneurone lässt sich durch die immunhistochemische Markie-rung der Cholin Acetyltransferase, einem Enzym, das nur in cholinergen Zellen vorkommt, visualisieren. Eine zusätzliche Doppelfärbung für perineuronale Netze demarkiert die Popula-tion der internukleären Neurone und PMT-Neurone, die nicht cholinerg sind und etwa 30-40% der Neurone repräsentieren. Motoneurone und internukleäre Neurone liegen innerhalb des Kerngebietes des Nucleus abducens vermengt, mit einer tendenziellen Lage der internukleären Neurone in den ventralen zwei Dritteln. Da die PMT-Neurone ähnliche histochemische Eigenschaften aufweisen, wie die internukleären Neurone, konnten sie in dieser Arbeit nicht weiter abgegrenzt werden und ihre genaue Lokalisation nicht bestimmt werden. Die Motoneurone des Menschen können in zwei molekular und morphologisch unterschiedli-che Populationen unterteilt werden, die Twitch und Non-Twitch Motoneurone. Sie lassen sich analog zum Rhesusaffen anhand kombinierter Immunfärbungen auf cholinerge Marker, die beide Populationen markieren und perineuronale Netze oder nicht phosphorylierte Neurofila-mente, differenzieren. Die Größe der Motoneuronpopulationen korreliert mit dem der Rhesus-affen und liegt in dem Verhältnis von 20% putative Non-Twitch zu 80% Twitch Motoneurone, quantitativ im ähnlichen Verhältnis von SIF- zu MIF-Muskelfasern. Im Menschen liegen die putativen Non-Twitch Motoneurone deutlicher als im Rhesusaffen diffus im Kerngebiet des Nucleus abducens verteilt, allerdings auch mit Betonung des medialen Abschnittes. Die Immunhistochemie markiert hierbei eine deutlich höhere Anzahl putativer Non-Twitch Moto-neurone innerhalb des Kerngebietes, als Trakt-Tracer Versuche am Rhesusaffen gezeigt haben. Dies könnte eine Konsequenz dessen sein, dass bei den distalen Tracer-Injektionen vor allem Non-Twitch Motoneurone der globalen Schicht markiert werden, durch die Färbung aber die gesamte Population der putativen Non-Twitch Motoneurone der globalen und der orbitalen Muskelschicht erfasst wird. Die Verschiedenheit der Twitch und der putativen Non-Twitch Motoneurone weisen auch im Menschen auf potentiell unterschiedliche Eigenschaften hin. In Zusammenschau mit dem Substrat ihrer Innervation, Twitch Motoneurone die SIF-Fasern und die Non-Twitch Moto-neurone die MIF-Fasern, liegt die Schlußfolgerung nahe, dass sie darüber unterschiedliche Einflüsse auf die Augenbewegungen haben könnten. Mit dem Nachweis beider Motoneuronenpopulationen im Menschen im Kontext neuerer Studien über die unmittelbare Nähe der Nervenendigungen der Non-Twitch Motoneurone zu den Palisadenendigungen, die als putative sensorische Organe gelten, wird das Konzept einer speziesübergreifenden dualen motorischen Innervation bekräftigt.

Bei dem Kaposi-Sarkom (KS) handelt es sich um eine eng mit dem Humanen-Herpes-Virus 8 (HHV 8) assoziierte vaskuläre Neoplasie. Die Etablierung eines kommerziell erhältlichen, stabilen Antikörpers gegen das virale „Latenz-assoziierte-nukleäre Antigen“ (LANA) von HHV 8 ermöglicht den Nachweis HHV-8-infizierter Zellen an Ex-vivo- Paraffinmaterial. In dieser Arbeit wird diese Methode an einem Kollektiv aus insgesamt 61 Patienten mit HIV-assoziiertem KS angewendet, um einen Beitrag zur Beantwortung von bislang ungeklärten Fragen nach der quantitativen Verteilung von HHV 8 im Organismus und zur formalen Pathogenese des KS zu leisten. Das Kollektiv besteht aus diagnostischen Exzisaten (20 Früh- und 20 Spätstadien des KS) sowie aus 21 Sektionsfällen mit KS wovon Lympknoten, Leber-, Milz- und Lungengewebe untersucht wurden. Durch die Etablierung und Auswertung technisch aufwendiger immunhistochemischer Doppelfärbeexperimente mit dem viralen Protein LANA und verschiedenen strukturellen und regulatorischen Humanproteinen (CD31, CD34, Ki67 und p21) sowie durch die Anpassung des LANA-Nachweises an Autolyse- bzw. Sektionsmaterial kommen wir in der vorliegenden Arbeit zu folgenden Ergebnissen: Die KS-Progression geht von der Proliferation nicht-infizierter Zellen aus. Dies spricht für ein parakrin-stimuliertes KS-Wachstum und stützt Hypothesen, die das KS als viral-getriggerte, reaktive Angioproliferation einstufen. Außerdem unterscheidet dieser Befund das KS von dem ebenfalls HHV-8-assoziiertem „Primären Effusions Lymphom“ (PEL), dessen Progression ein autonomer Zellzyklus zugrunde liegt. Weitere Ergebnisse dieser Arbeit stützen die mittels In-vitro-Experimenten von Wang et al. aufgestellte Hypothese, dass HHV 8 das Expressionsmuster der infizierten Zellen in Richtung der endothelialen Vorläuferzelle verändert. Durch Koexpressionsexperimente mit Endothelzellmarkern kann außerdem gezeigt werden, dass die HHV-8-infizierten Zellen an der Gefäßbildung im KS direkt beteiligt sind. Schließlich lassen sich im Sektionsmaterial HHV-8-infizierte mononukleäre Zellen in mehreren Organen als disseminierte Einzelzellen außerhalb der klinisch/makroskopisch sichtbaren KS-Läsionen nachweisen, und es finden sich mikroskopisch kleine KS-Frühstadien. Der bisher nur in vitro durch den Nachweis von HHV-8-infizierten Zellen im Blut vermutete formalpathogenetische Weg, wonach HHV-8-infizierte mononukleäre Zellen zur Infektion der endothelialen KS- „Zielzellen“ beitragen, wird somit ex vivo an dem Untersuchungskollektiv histomorphologisch belegt.