Zelluläre Mechanismen synaptischer Plastizität an CA1-Subikulum Synapsen

• Applicant: Professor Dr. Joachim Behr
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology ; Anatomy and Physiology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 141088219

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Das Subikulum ist ein wesentliches Projektionsareal der CA1-Pyramidenzellen und stellt eine Schnittstelle in der Informationsverarbeitung zwischen Hippokampus und Neokortex dar. In dem bearbeiteten Projekt haben wir unter Einsatz elektrophysiolgischer und molekularbiologischer Methoden untersucht, welche Induktions- und Transduktionsmechanismen der Expression bidirektionaler synaptischer Plastizität im Subikulum unter physiologischen, aber auch pathophysiologischen Bedingungen zugrunde liegt. In unserem Projekt sind wir der Frage nachgegangen, wie homosynaptische Plastizität in subikulären Pyramidenzellen nicht nur aktivitätsabhängig (hochfrequente und niederfrequente Stimulation, heterosynaptische Aktivierung) sondern auch pharmakologisch moduliert werden kann. Wir haben zeigen können, dass niederfrequente Stimulationsprotokolle bzw. Protokolle, welche unterhalb der Schwelle zur Induktion einer Plastizität liegen, unter pharmakologischer Koaktivierung sorotonerger (5-HT4), dopaminerger (D1) oder beta-adrenerger Rezeptoren synaptische Plastizität in pyramidalen BS-Zellen des Subikulums erst ermöglicht. Unsere Arbeiten bieten daher neue Einblicke in die Mechanismen der selektiven Konsolidierung hippokampaler Information welche für den Informationstransfer vom Hippokampus zu subkortikalen Strukturen unter physiologischen, aber auch pathophysiologischen Bedingungen von wesentlicher Bedeutung sein können.

Publications

• Activation of dopamine D1/D5 receptors facilitates the induction of presynaptic long-term potentiation at hippocampal output synapses. Eur. J. Neurosci., 32(4):598-605, 2010
  Roggenhofer, E., Fidzinski, P., Bartsch, J., Kurz, F., Shor, O., and Behr, J.
  
• Beta-adrenergic receptor activation induces long-lasting potentiation in burst-spiking but not regular-spiking cells at CA1-subiculum synapses Neuroscience, 171(2):367-72, 2010
  Wójtowicz, A.M., Fidzinski, P., Heinemann. U., and Behr, J.
  
• Lowfrequency stimulation of the temporoammonic pathway induces heterosynaptic disinhibition in the subiculum. Hippocampus, 21(7):733-43, 2011
  Fidzinski, P., Wawra, M., Duglaze, T., Gloveli, T., Heinemann, U., and Behr, J.
  
• Reduced threshold for induction of LTP by activation of dopamine D1/D5 receptors at hippocampal CA1-subiculum synapses. PLoS One., 8(4), 2013
  Roggenhofer E., Fidzinski P., Shor O., Behr J.
  (See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062520)
• 5-HT4-receptors modulate induction of long-term depression but not potentiation at hippocampal output synapses in acute rat brain slices. PLoS One. 9(2), 2014
  Wawra M, Fidzinski P, Heinemann U, Mody I, Behr J
  (See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088085)
• Enhanced dopamine-dependent hippocampal plasticity after single MK-801 application. Neuropsychopharmacology, 40(4):987-95, 2015
  Bartsch J.C., Fidzinski P., Huck J.H., Hörtnagl H., Kovacs R., Liotta A., Priller J., Wozny C., Behr J.
  (See online at https://doi.org/10.1038/npp.2014.276)