Olfaktorische Rezeptoren: Multifunktionelle Membranproteine in sensorischen und nichtsensorischen Zellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Angesichts der rezeptor-spezifischen Projektion der Axone von olfaktorischen Sinneszellen in einen gemeinsamen Glomerulus des olfaktorischen Bulbus ist noch weitgehend ungeklärt, wie im Verlauf der pränatalen Entwicklung die auswachsenden Axone aus den verschiedenen Regionen des nasalen Riechepithels ihren Weg durch das cribriforme Mesenchym zu ihrem Zielort im Bulbus finden. Im Rahmen der Studien hat sich gezeigt, dass in den Stadien E11-14 das Extrazelluläre-Matrix-Protein Reelin in topographischen Arealen des cribriformen Mesenchyms exprimiert wird. Die Reelin-exprimierenden Zellen sind sehr eng assoziiert mit den axonalen Fortsätze der olfaktorischen Neurone, die den Interaktionspartner für Reelin, den “Very-low-density lipoprotein receptor” (VLDLR) aufweisen. Diese Befunde sprechen dafür, dass spezialisierte Zellen im cribriformen Mesenchym „Wegweiser“ für die auswachsenden Pionierfasern des olfaktorischen Epithels darstellen. Die Studien zur Charakterisierung des sogen. Grüneberg Ganglions haben gezeigt, dass die ganglionären Neurone nicht nur das olfaktorische Marker-Protein sondern auch Elemente der olfaktorischen Transduktionskaskade aufweisen; hinsichtlich möglicher Rezeptoren für Duftstoffe wurde in den meisten Zellen der vomeronasale Rezeptortyp V2r83 nachgewiesen; in einer kleinen Subpopulation die sogen. TAAR-Rezeptoren. Bei den Arbeiten zur Ermittlung der Reaktivität dieser potentiell olfaktorischen Neurone konnten im Verlauf dieses Projektes keine Reaktionen auf Duftstoffe aufgezeigt werden (erst in einem späteren Projekt: Mamasuew et al. 2011), allerdings reagierten die V2r83-positiven Zellen auf kühlere Temperaturen. Weitergehende Studien haben gezeigt, dass die Thermoreaktion der Neurone nicht durch den typischen „Kälterezeptor“ TRPM8 vermittelt wird, sondern offenbar durch einen cGMP-vermittelten Signalweg mit dem durch cyclische Nukleotide aktivierten Ionenkanal CNGA3. Damit weist der Mechanismus für die thermosensorische Transduktion der Neurone im Grüneberg Ganglion deutliche Parallelen auf zu den Reaktionswegen der thermosensorischen Neuronen von C. elegans.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) Expression of Trace Amine - Associated Receptors in the Grueneberg Ganglion. Chemical Senses 32, 623-631
Fleischer, J., Schwarzenbacher, K., Breer, H.
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(2008) Grueneberg ganglion neurons respond to cool ambient temperatures. Eur J Neurosci. 9, 1775-1785
Mamasuew K, Breer H, Fleischer J
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(2009) Expression of cGMP signaling elements in the Grueneberg ganglion. Histochemistry and Cell Biology, 131, 75-88
Fleischer, J., Mamasuew, K., Breer H.
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(2009) Mammalian olfactory receptors. Front Cell Neurosci. 3:9
Fleischer J, Breer H, Strotmann J
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(2009) Outgrowing olfactory axons contain the Reelin receptor VLDLR and navigate through the Reelin-rich cribriform mesenchyme. Cell and Tissue Research 337, 393-406
Schnaufer C., Breer, H., Fleischer J.
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(2010) The cyclic nucleotide-gated ion channel CNGA3 contributes to coolnessinduced responses of Grueneberg ganglion neurons. Cellular and Molecular Life Sciences, 67, 1859-1869
Mamasuew, K., Michalakis, S., Breer, H., Biel, M., Fleischer J.
