Auswirkungen von postnatalem Stress auf die Entwicklung des Gehirns: Bildgebung und Volumetrie des Hippocampus mittels in vivo MRT in Mäusen

Ziele: Zur Detektion möglicher struktureller Hirnveränderungen im Hippocampus durch frühe Traumatisierung wurden longitudinale MRT-Untersuchungen an C57BL/6Mäusen durchgeführt. Zu Grunde liegt ein etabliertes Stressmodell, das zur Untersuchung von psychiatrischen Erkrankungen, wie z.B. des Borderline-Syndroms, eingesetzt wird. Vorarbeiten zeigten eine geschlechtsabhängige Regulation der Reelin-Genexpression durch Stress auf Proteinebene sowie weitere Unterschiede in der hormonellen Regulation. Durch eine Hippocampus-Volumetrie sollte eine Korrelation auf morphologischer Ebene erfolgen. Methode: Es wurden zwei Gruppen mit jeweils 8 Tieren gebildet. In der ersten Gruppe wurden die Jungtiere in den ersten zwei Lebenswochen täglich 3 Stunden in Einzelboxen von ihrer Mutter separiert, während die zweite Gruppe nicht vom Muttertier getrennt wurde. An den Tagen 15, 30 und 70 post partum wurden Messungen an den lebenden Tieren an einem speziellen Kleintierscanner 94/20 Bruker BioSpec (Bruker, Ettlingen) durchgeführt. Unter Isoflurannarkose wurden die Tiere bei konstantem Monitoring der Vitalparameter untersucht. Es wurden T2-gewichtete Sequenzen verwendet (TEeff 60ms, Schichtdicke 0,4mm, MTX 196×196, FOV 18×18mm², Auflösung 92×92µm²). Die Berechnung der Gesamtvolumina des Hippocampus erfolgte durch MIPAV, einem frei erhältlichen Programm zur medizinischen Bildauswertung des National Institutes of Health (Bethesda, USA). In aufeinanderfolgenden Schichten wurde der Hippocampus segmentiert und das Volumen durch die Multiplikation der kumulierten Fläche mit der Schichtdicke bestimmt. Ergebnis: Am Tag 15 nach der Geburt wurden deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen beobachtet. Der Mittelwert des Hippocampusvolumens der gestressten Mäuse lag bei 8,31mm³, das mittlere Hippocampusvolumen der nicht separierten Mäuse bei 9,41mm³. Während auch am 30. postnatalen Tag das Hippocampusvolumen um ca. 1mm³ gegenüber den unbehandelten Mäusen reduziert war (9,92mm³ zu 10,70mm³), glich sich das Niveau am 70. postnatalen Tag in beiden Gruppen zunehmend an (10,94mm³ zu 11,42mm³). Schlussfolgerung: In vivo-MRT-Bildgebung an Mäusen ermöglicht eine dynamische Beobachtung der Kinetik von Veränderungen im Gehirn während der Entwicklung. Die Unterschiede im Hippocampusvolumen bestätigen vorangegangene Studien, die Unterschiede in der Genexpression wichtiger neuronaler Proteine in der frühen postnatalen Periode ergaben, die in adulten Tieren nicht mehr nachweisbar waren.

Korrespondierender Autor: Geiger J

Universitätsklinik Freiburg, Röntgendiagnostik, Hugstetter Str. 55, 79106 Freiburg

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