Automatisierung der morphometrischen Analyse des Neokortex von Tau-transgenen Mäusen

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

1.1. Alzheimerkrankheit

1.2. Tau

1.2.1. PHP-Tau

1.3. Transgene Mäuse

1.4. Hintergrund der Arbeit

1.5. Ziel der Arbeit

2. Material und Methoden, Datenaufbereitung

2.1. Material

2.1.1. Chemikalien

2.1.2. Puffer und Stammlösungen

2.1.3. (Transgene) Mäuse

2.1.4. Konfokales Laserscanning-Mikroskop

2.1.5. Software

2.2. Methoden

2.2.1. Präparation der Mausgehirne

2.2.2. Koronarschnitte

2.2.3. Immunfärbung von Schnitten

2.2.4. Konfokale Laserscanning-Mikroskopie

2.3. Datenaufbereitung

2.3.1. Bildanalyse

2.3.2. Umwandlung in TIFF mit EZ-Limo

2.3.3. Bearbeitung mit ImageJ

2.3.4. Statistische Auswertung mit R

3. Ergebnisse

3.1. ImageJ - Plugins (NeuN1 & NeuN2)

3.1.1. Manuelle Bildbearbeitung

3.1.2. Grundlage für das Plugin

3.1.3. Probleme

3.2. Entwicklung von NeuN1 und NeuN2

3.2.1. Handhabung Plugin

3.2.2. Fazit

3.3. Statistische Auswertung mit R - Ergebnis

3.3.1. Extraktion der Daten

3.3.2. Ergebnisdateien

3.3.3. Höhere Neuronendichte in Region 3 als in Region 1 und 2 in Linie C57 und 4WT1

3.3.4. Neuronendichte und durchschnittliche Größe der Neurone sind vom Geschlecht unabhängig

3.3.5. Mit steigendem Alter steigt die Neuronendichte und sinkt die Größe der Neurone

4. Diskussion

5. Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Automatisierung der morphometrischen Analyse des Neokortex von tau-transgenen Mäusen, um den zeitaufwendigen manuellen Prozess der Neuronenbestimmung effizienter und standardisierter zu gestalten. Die Forschungsfrage untersucht dabei, ob sich durch eine neue Analysemethode zuverlässige Aussagen über Veränderungen der Neuronendichte und Neuronengröße in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und Genetik (Tau-Varianten) treffen lassen.

• Automatisierung der morphometrischen Analyse mittels ImageJ-Plugins
• Vergleich der Neuronendichte und -größe bei Wildtyp- und PHP-Tau-transgenen Mäusen
• Untersuchung altersspezifischer Auswirkungen auf das Gehirngewebe
• Evaluierung von regionsspezifischen Unterschieden innerhalb des Neokortex

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Einleitung: Dieses Kapitel erläutert die anatomischen Grundlagen des Gehirns, die klinische Bedeutung der Alzheimer-Krankheit sowie die Relevanz des Proteins Tau und der verwendeten transgenen Mausmodelle für die Forschung.

2. Material und Methoden, Datenaufbereitung: Hier werden die verwendeten Chemikalien, das tierschutzkonforme Vorgehen bei der Präparation, das mikroskopische Setup sowie die softwaregestützten Schritte der Bildaufbereitung detailliert beschrieben.

3. Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Entwicklung der automatisierten ImageJ-Plugins (NeuN1 & NeuN2) und wertet die morphometrischen Daten hinsichtlich der Neuronendichte und Neuronengröße unter verschiedenen biologischen Faktoren statistisch aus.

4. Diskussion: Die Ergebnisse werden interpretiert und in den Kontext bestehender Literatur gesetzt, wobei insbesondere die altersspezifischen Veränderungen im Neokortex und die Eignung der neuen Methode beleuchtet werden.

5. Zusammenfassung und Ausblick: Eine abschließende Betrachtung der erstellten Analysesoftware sowie Vorschläge für zukünftige Optimierungen und weiterführende Studien zur Neurodegeneration.

Schlüsselwörter

Alzheimer-Krankheit, Tau-Protein, Neokortex, Morphometrie, ImageJ, Automatisierung, Neuronendichte, Neuronengröße, Transgene Mäuse, Neurodegeneration, Bildanalyse, PHP-Tau, Wildtyp-Tau, Konfokalmikroskopie, Statistik.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es grundsätzlich in dieser Arbeit?

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Automatisierung der morphometrischen Analyse des Neokortex bei Mäusen, um Prozesse der Neurodegeneration besser untersuchen zu können.

Was sind die zentralen Themenfelder der Bachelorarbeit?

Die Schwerpunkte liegen auf der Bildverarbeitung für mikroskopische Daten, der Untersuchung der Alzheimer-Pathologie in transgenen Mausmodellen und der statistischen Auswertung neuronaler Parameter.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das primäre Ziel ist die Entwicklung und Etablierung eines standardisierten, zeitsparenden Computerprogramms (Plugins für ImageJ), das eine fehlerfreie morphometrische Analyse der Gehirnschnitte ermöglicht.

Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?

Es kommen Verfahren der Immunfärbung, konfokale Laserscanning-Mikroskopie, digitale Bildbearbeitung mit eigens entwickelten Algorithmen sowie statistische Auswertungen mit der Software R zum Einsatz.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil beschreibt den gesamten Workflow von der Präparation der Mäuse über die mikroskopische Aufnahme und die Filterung der Bilder bis hin zur statistischen Interpretation der Daten.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?

Die Arbeit lässt sich am besten durch Begriffe wie Alzheimer-Forschung, Automatisierung, Bildanalyse, Neokortex und Neuronendichte definieren.

Warum war die Automatisierung für die Analyse notwendig?

Die manuelle Bestimmung von Neuronenanzahl und -dichte ist extrem zeitaufwendig und anfällig für menschliche Fehler; die Plugins reduzieren diesen Aufwand signifikant und erhöhen die Standardisierung.

Welche Schlussfolgerung zieht die Autorin zu PHP-Tau?

Die Autorin stellt fest, dass PHP-Tau keinen einheitlichen Trend in der Neuronendichte zeigt, was auf einen spezifischen, von normalem Tau abweichenden Effekt auf den Kortex hindeutet.