HIF-2 reguliert Prozesse der Gehirnregeneration nach ischämischer Schädigung

Leu, Tristan GND

HIF-2 stellt eine gewebsspezifische Isoform der Hypoxie-induzierbaren Faktoren (HIF) zur Regulation der Sauerstoffversorgung in der Zelle dar. Bei akut auftretendem Sauerstoffmangel sorgen diese Transkriptionsfaktoren für eine zeitnahe Wiederherstellung einer adäquaten Sauerstoffversorgung. Besonders bei Erkrankungen, wie einem Schlaganfall, die ein hohes Mortalitätsrisiko aufgrund von ischämischen Bedingungen haben, sind diese Sauerstoff versorgenden Prozesse von außerordentlicher Bedeutung. Nichtsdestotrotz reichen diese endogenen Mechanismen nicht aus, um die gravierenden Folgen eines ischämischen Schlaganfalls zu verhindern und das Gewebe zu schützen. Trotz zahlreicher therapeutischer Ansätze der modernen Medizin, kann sich das Gehirn von den Folgen eines Schlaganfalls nicht vollständig regenerieren. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die körpereigenen Prozesse zur Reaktion auf ein unvermittelt auftretendes hypoxisches Milieu genauer zu studieren und die daraus erworbenen Erkenntnisse zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze für Schlaganfallpatienten zu nutzen. Die durchgeführten Analysen mit Neurosphären mit funktionslosem HIF-2α zeigten, dass HIF-2 im Gehirn eine besondere Bedeutung in der Differenzierung von Neuronen zugeschrieben werden kann. Des Weiteren dient die Stabilisierung von HIF-2 unter hypoxischen Bedingungen vermutlich dem Erhalt neuraler Stammzellen und ist somit ein bedeutender Faktor bei der Regeneration von geschädigtem Hirngewebe. Weitere Prozesse, wie die Zellmigration und die Signaltransduktion verschiedener Signalwege, scheinen in gewissem Maße über HIF-2 vermittelt zu werden und verdeutlichen die Funktion von HIF-2 in der Remodellierung des Gehirns. Allerdings wirken all diese Mechanismen äußerst begrenzt, da unter anderem die initiale Entwicklung und Formung des Gehirns zum Großteil auch ohne HIF-2 geschieht. Daher lässt sich vermuten, dass sich die endogene Funktion von HIF-2 im Gehirn eher auf eine Feinabstimmung des neuralen Netzwerks fokussiert. Eine verstärkte HIF-2-Wirkung könnte jedoch potenziell zerstörtes Gehirngewebe regenerieren bzw. ersetzen und dazu beitragen, die Folgen eines Schlaganfalls zu minimieren.

HIF-2 represents a tissue-specific isoform of the hypoxia-inducible factors (HIFs) to regulate the oxygen homeostasis in the cell. In acute cases of oxygen deficiency, these transcription factors ensure the timely restoration of adequate oxygen supply. Especially in diseases such as stroke, which have a high mortality risk due to ischemic conditions, these oxygen supply processes are of extraordinary importance. Nevertheless, these endogenous mechanisms are often not sufficient to respond to such severe hypoxic stress and to protect the tissue. Even modern medicine does not include sufficient means for complete regeneration of brain tissue from stroke. For this reason, it is necessary to study the body's own processes for reacting to a sudden hypoxic milieu in more detail and to use the findings to develop new therapeutic approaches for stroke patients. The analyses performed with neurospheres without functioning HIF-2α showed that HIF-2 in the brain can be attributed a special importance in the differentiation of neurons. Furthermore, stabilized HIF-2 under hypoxic conditions preserves neural stem cells and is therefore an important factor in the regeneration of damaged brain tissue. Other processes, such as cell migration and signal transduction of different signalling pathways, appear to be mediated to some extent via HIF-2 and illustrate the function of HIF-2 in brain remodelling. However, all these mechanisms have a very limited effect, since, among other factors, the initial development and formation of the brain is largely independent of HIF-2. It can therefore be assumed that the endogenous function of HIF-2 in the brain focuses more on the fine-tuning of the neural network. However, an enhanced HIF-2 effect could regenerate or replace potentially destroyed brain tissue and help minimize the consequences of stroke.

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Leu, T., 2020. HIF-2 reguliert Prozesse der Gehirnregeneration nach ischämischer Schädigung. https://doi.org/10.17185/duepublico/71526
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