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Hintergrund: Das nonhistone chromosomale Protein „High mobility group box 1“ (HMGB1) ist an einer Vielzahl wichtiger biologischer Prozesse wie beispielsweise Transkription, Zelldifferenzierung und Entzündungsreaktionen beteiligt. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir das HMGB1 Protein während der retinalen Ganglienzelldegeneration. Desweiteren analysierten wir seine Funktion bei der glaukomatösen Neurodegeneration.

Methoden: 2D Gel-Elelektrophoreseprofile aus Retina normaler und glaukomatöser Ratten sowie aus Retina glaukomatöser Ratten die mit Dorzolamide oder Travaprost behandelt worden sind wurden miteinander verglichen. Mittels Immunhistochemie und Western Blots wurden die Ergebnisse der 2D Gel-Elelektrophorese bestätigt und die zelluläre Lokalisation von HMGB1 untersucht. Die Ergebnisse der in vivo Experimente wurden in in vitro Versuchen überprüft. RGC-5 Zellen wurden in einer Druckkammer inkubiert und die HMGB1 Expression wurde gemessen.

Desweiteren wurden RGC-5 Zellen entweder ohne oder mit dem HMGB1 Protein kultiviert. Der Überstand des Mediums wurde gesammelt um den Zytokingehalt zu bestimmen. Die Expressionsprofile von apoptoseabhängigen Proteinen wurden untersuchen, indem die Cleaved-Caspase-3-Aktivität und die pBad Expression bei den mit HMGB1 vorbehandelten RGC-5 Zellen im Western Blot analysiert wurde.

Ergebnisse: HMGB1 wurde in den Gelen unterschiedlich exprimiert: In glaukomatöser Retina war die HMGB1 Expression im Vergleich zu normaler Retina stark hochreguliert. Die Expression von von HMGB1 wurde durch Dorzolamide und Travoprost unterschiedlich reguliert. Die HMGB1 Expression wurde nach Inkubation in einer Druckkammer stark hochreguliert. Im Zytokin-Array ließ sich eine verminderte CNTF-Konzentration sowie eine erhöhte Konzentration an TNF-α und VEGF im Medium nachweisen. Western Blots von HMGB1 vorbehandelten RGC-5 Zellen zeigten eine erhöhte Cleaved-Caspase-3-Aktivität und eine verminderte pBad Expression, welches auf eine veränderte Expression Apoptose-relvanter Proteine hinweist.

Zusammenfassung: Unsere Daten legen nahe, das die HMGB1 beim der glaukomatösen Optikusneuropathie hochreguliert ist. Die hohe HMGB1 Expression induziert eine Zytokinfreisetzung und ist an der Pathogenese von neurodegenerativen Erkrankungen des Auges durch Vermittlung von Apoptose in retinalen Ganglienzellen beteiligt.