Influence of advanced glycation endproducts on neuronal plasticity

Abstract

Advanced glycation endproducts (AGEs) stellen irreversible posttranslationale Modifikationen dar und führen zu funktionsunfähigen Proteinen, die Entzündungsreaktionen und pathophysiologische Prozesse hervorrufen. In der hier vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von AGEs auf die neuronale Plastizität anhand des PC12 Zell- in vitro Model-Systems untersucht. AGE-Modifikationen an Substraten, wie z.B. an Extrazellularmatrixproteinen, als auch an zellulären Proteinen schränken die Zelladhäsion von PC12 Zellen ein. Zusätzlich reduzieren AGE-Modifikationen an zellulären Proteinen das Neuritenwachstum. Weiterhin führen AGE-Modifikationen an Rezeptoren, untersucht am Beispiel des NGF-Rezeptors TrkA und des AGE-Rezeptors RAGE, zu einer reduzierten Substratbindung und beeinflussen Rezeptor-vermittelte Signaltransduktionswege. Die hier vorgelegten Untersuchungsergebnisse führen zu dem Schluss, dass AGEs als negative prognostische Marker der neuronalen Plastizität einzustufen sind.

Advanced glycation endproducts (AGEs) are posttranslational modifications generated by irreversible non-enzymatic crosslinking reactions between sugars and proteins. AGEs, a feature of ageing, lead to non-degradable, less functional proteins and induce inflammation and pathophysiological processes such as neurodegeneration. In the present work the role of AGEs on neuronal plasticity was examined on the basis of the in vitro model PC12 cell line. AGE-modified substrates such as extracellular matrix proteins and also the AGE-modified PC12 cells interfere with cell adhesion of PC12 cells. Furthermore, AGE-modifications of cellular proteins reduces NGF-induced neurite outgrowth. Moreover, AGE-modifications on receptors such ason the NGF-receptor TrkA and the AGE-receptor RAGE reduce the binding affinity to their ligands and interfere with the receptor-mediated pathways. The present investigations have demonstrated that AGEs are negative prognostic markers for the neuronal plasticity.