Die Alzheimer-Krankheit ist eine degenerative Hirnerkrankung mit progredienter Hirnatrophie (bis zu zehn Prozent) unter Bildung bestimmter pathologischer Veränderungen im Gehirn. Tau bildet im Gehirn von Alzheimer-Patienten fibrilläre Aggregate („neurofibrillary tangles“, NFTs) in Neuronen und krankheitstypische Tauformen („paired helical filaments“, PHFs) im Gehirn. Dies führt zu einer Fehlfunktion der Mikrotubuli, was wahrscheinlich zum Zelltod der Neurone in Tauopathien wie bei Alzheimer führt. Um mehr über die Hintergründe zu erfahren, die den Gewebsverlust verursachen, wurde der Neokortex
(NC) von tau-transgenen Mäusen, so wie der von nicht-transgenen Kontrolltieren morphometrisch analysiert. Dabei wurden Mäuse verwendet, die transgen für Wildtyp-Tau oder für eine pseudohyperphosphorylierte Variante von Tau (PHP-Tau) waren. Hierbei wurden sowohl die Dichte als auch die Größe
der Neurone im NC bestimmt. Für die Analyse wurden Hirnschnitte in 50 μm Dicke angefertigt, in denen die Nervenzellkörper durch NeuN Immunfärbung deutlich sichtbar sind. Nach Erstellen von Bildern des gewünschten Analysebereiches mit einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop wurde die Bildserie mit der Software
ImageJ bearbeitet. Da die Bestimmung der Neuronenanzahl sowie der Neuronendichte von jedem einzelnen Bild erfolgen muss, war diese Art der Analyse sehr zeitaufwendig. Ziel der Arbeit war es, die morphometrische Analyse zu automatisieren und eine neue Analysemethode zu etablieren. Dies wurde erreicht, in dem zwei Plugins geschrieben wurden, die es ermöglichen einen Arbeitsschritt auch an einer Bildserie anwenden zu können. Die Automatisierung gewährleistet so eine schnelle und fehlerfreie Analyse, da Bearbeitungsfehler auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch wird eine effiziente und
standardisierte Bearbeitung des gesamten Datensatzes möglich.
Da es Untersuchungen gibt, die die Veränderung im Gehirn in Zusammenhang mit der Region feststellten,wurden die verschiedenen Faktoren nur innerhalb der gleichen Region untersucht. Die Untersuchung
der ausgezählten Polygone ergab altersunabhängig keine geschlechtsspezifische Auswirkung auf die Neuronengröße, oder -dichte in den verschiedenen Regionen. Eindeutigen Unterschiede konnten jedoch in der Neuronendichte der Regionen (Region 3 hat eine höhere Dichte als Region 1 und 2) bei
C57 undWildtyp-Tau Mäusen festgestellt werden. PHP-Tau Mäuse folgen diesem Trend nicht, PHP-Tau scheint aber einen anderen Effekt auf den Kortex zu haben.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Alzheimerkrankheit
- Tau
- PHP-Tau
- Transgene Mäuse
- Hintergrund der Arbeit
- Ziel der Arbeit
- Material und Methoden, Datenaufbereitung
- Material
- Chemikalien
- Puffer und Stammlösungen
- (Transgene) Mäuse
- Konfokales Laserscanning-Mikroskop
- Software
- Methoden
- Präparation der Mausgehirne
- Koronarschnitte
- Immunfärbung von Schnitten
- Konfokale Laserscanning-Mikroskopie
- Datenaufbereitung
- Bildanalyse
- Umwandlung in TIFF mit EZ-Limo
- Bearbeitung mit ImageJ
- Statistische Auswertung mit R
- Material
- Ergebnisse
- ImageJ - Plugins (NeuN1 & NeuN2)
- Manuelle Bildbearbeitung
- Grundlage für das Plugin
- Probleme
- Entwicklung von NeuN1 und NeuN2
- Handhabung Plugin
- Fazit
- ImageJ - Plugins (NeuN1 & NeuN2)
- Diskussion
- Fazit
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Bachelorarbeit zielt darauf ab, die morphometrische Analyse des Neokortex von tau-transgenen Mäusen zu automatisieren und eine neue Analysemethode zu etablieren. Die Arbeit untersucht die Auswirkungen von Wildtyp-Tau und pseudohyperphosphoryliertem Tau (PHP-Tau) auf die Neuronendichte und -größe im Neokortex von transgenen Mäusen.
- Automatisierung der morphometrischen Analyse
- Entwicklung von ImageJ-Plugins für die Analyse von Neuronen
- Untersuchung der Auswirkungen von Wildtyp-Tau und PHP-Tau auf die Neuronendichte und -größe
- Vergleich der Neuronendichte und -größe in verschiedenen Regionen des Neokortex
- Analyse von alters- und geschlechtsspezifischen Unterschieden
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Thematik der Alzheimer-Krankheit und die Rolle von Tau-Proteinen ein. Sie erläutert die Bedeutung von transgenen Mäusen als Modellorganismen für die Alzheimer-Forschung und beschreibt den Hintergrund und die Zielsetzung der Arbeit.
Das Kapitel "Material und Methoden" beschreibt die verwendeten Materialien, wie Chemikalien, Puffer, Stammlösungen, transgene Mäuse, ein konfokales Laserscanning-Mikroskop und Software. Es erläutert die Methoden der Präparation von Mausgehirnen, der Herstellung von Koronarschnitten, der Immunfärbung von Schnitten und der konfokalen Laserscanning-Mikroskopie. Außerdem wird die Datenaufbereitung, einschließlich der Bildanalyse, der Umwandlung in TIFF-Format mit EZ-Limo, der Bearbeitung mit ImageJ und der statistischen Auswertung mit R, beschrieben.
Das Kapitel "Ergebnisse" konzentriert sich auf die Entwicklung von ImageJ-Plugins (NeuN1 & NeuN2) zur Automatisierung der morphometrischen Analyse. Es beschreibt die manuelle Bildbearbeitung, die Grundlage für die Plugin-Entwicklung und die Probleme, die bei der manuellen Analyse auftraten. Die Entwicklung der Plugins NeuN1 und NeuN2 wird detailliert erläutert, einschließlich der Handhabung der Plugins und des Fazits.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Alzheimer-Krankheit, Tau-Proteine, PHP-Tau, transgene Mäuse, morphometrische Analyse, Neuronendichte, Neuronengröße, Neokortex, ImageJ-Plugins, Automatisierung, Bildanalyse, statistische Auswertung.
- Arbeit zitieren
- Bachelor of Science Miriam Kreyenborg (Autor:in), 2008, Automatisierung der morphometrischen Analyse des Neokortex von Tau-transgenen Mäusen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/112455
