Die tiefe Hirnstimulation oder Hochfrequenzstimulation (HFS) im Nucleus subthalamicus (STN) stellt eine effektive Therapie von Symptomen des Parkinson-Syndroms im Spätstadium dar. Die Wirkmechanismen der Stimulation sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Genexpression als Antwort auf eine 3-stündige STN-HFS (130 Hz, 60 µs, 500 µA) im striatalen 6-Hydroxydopamin (6-OHDA)-Läsionsmodell der Ratte untersucht. Zunächst wurde das Rattenmodell immunhistochemisch und verhaltensbiologisch charakterisiert und evntuelle Gewebsveränderungen durch die Stimulationselektroden ausgeschlossen. Die Genexpressionsanalysen erfolgten mit Hilfe von Microarrays, real-time RT-PCR und in situ-Hybridisierung. Die 6-OHDA-Läsion bzw. STN-HFS führten zur Regulation der Expression von einer Reihe von Genen im Basalgangliennetzwerk. Besonders interessant war die Abnahme der Expression des tyrosin-hydroxylase (th)-Gens bzw. des Gens für alpha-synuclein (snca) dur ch 6-OHDA-Läsion und eine Zunahme der Expression beider Gene durch STN-HFS. Diese Zunahme ist vermutlich das Ergebnis einer Modulation der Substantia nigra (SN), die durch HFS über Projektionen vom modulierten STN vermittelt werden. Darüber hinaus lieferte die Genexpressionsanalyse Hinweise auf eine Modulation der Glutamatneurotransmission, welche möglicherweise zu den therapeutischen Effekten
High-frequency stimulation (HFS) of subthalamic nucleus (STN) has become an effective symptomatic treatment of late-stage Parkinson’s disease. Its mechanisms of action are not yet fully understood. Here we studied gene expression in response to 3 h of high-frequency stimulation (130 Hz, 60 µs, 500 µA) in a rat model of Parkinson’s disease induced by striatal 6-hydroxydopamine (6-OHDA) injection. The rat model was characterized immunohistochemically and by behavioral studies. Gene expression analysis was analyzed using microarrays, real-time RT-PCR and in situ hybridization. Lesion with 6-OHDA and STN-HFS induced a differential gene expression in the basal ganglia network. Of special interest was that gene expression of tyrosin-hydroxylase (th) and of alpha-synuclein (snca) was downregulated as a result of 6-OHDA lesion and upregulated by STN-HFS. Upregulation of these genes by STN-HFS are probably the result of neuronal substantia nigra (SN) modulation mediated via project ions from the HFS-modulated STN (by HFS). In addition, gene expression analysis suggested that glutamate neurotransmission is modulated by HFS.