MotAct-CSF - Charakterisierung der physiologischen Rolle von CSF-Kontaktierende-Neuronen im Säugernervensystem

• Antragsteller: Dr. Niccolo Zampieri
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316642629

Ziel dieses Antrages ist die Aufklärung der physiologischen, molekularen und anatomischen Eigenschaften von Zerebrospinalflüssigkeit-kontaktierenden Neuronen (CSF-cNs) im zentralen Nervensystem von Säugetieren. Die CFS-cNs sind eine spezifische neuronale Population, die in niederen Wirbeltieren bishin zu Primaten konserviert ist und den zentralen Kanal (CC) in allen Rückenmarksebenen auskleidet. Zudem sind sie durch selektive Expression von Polycystin Kidney Disease 2-Like 1 Kanaele (PKD2L1) charakterisiert. Diese Neuronen sind stark polarisierte Zellen mit einem Denriten, der zum CC projiziert und eine grosse Erhebung in Kontakt mit der Zerebrospinalflüssigkeit formt, während sich ihre Axone in der Parenchyma entlang der Längsachse des unteren Rückenmarks ausdehnen zu scheinen. Die CSF-cNs sind strategisch positioniert, um die CSF Komposition zu überwachen und mechanische Verformung der Wirbelsäule wahrzunehmen, was zur Hypothese über mögliche Funktionen, die sensorische Informationen über den physiologischen und/oder den posturalen Zustand des Organismus bereitstellen, führte.In jüngsten Studien haben wir eine wegweisende Charakterisierung der Physiologie und Anatomie der mausmedullaren CSF-cNs durchgeführt. Dabei konnten wir eine Expression von funktionalen ionotropischen Rezeptoren und spontane PKD2L1 Kanalaktivität, die in der Lage ist die CSF-cNs Reizbarkeit zu regulieren, feststellen. Wir haben ebenfalls beschrieben, dass die Positionierung von CSF-cNs um den zentralen Kanal in verschiedenen segmentalen Ebenen variiert, was auf potentielle Differenzen in physiologischen Eigenschaften, Schaltungen und Funktionen entlang der rostro-kaudalen Achse vom CNS hinweist. Allerdings ist die Funktion von CSF-cNs im Zentralennervensystem bis heute unbekannt. Durch die Kombination von elektrophysiologischen, Calcium-Imaging, molekularen und Tracing Methoden, möchten wir zum ersten Mal in Säugetieren das molekulare Profil, die zellulären Eigenschaften und die Konnektivität von CSF-cNs in verschiedenen medullospinalen Ebenen gemäß der folgenden spezifischen Ziele bestimmen:Ziel 1 : Physiologie und synaptische Integration von CSF-cNsA) Eletrophysiologische Eigenschaften und Kalzium Homöostase von CSF-cNsB) Regionsspezifische Transcriptomics an isolierten medullospinalen CSF-cNsC) Identifizierung von CSF-cNs input/output Beziehungen und die Modulation ihrer AktivitätZiel 2 : Charakterisierung von CSF-cNs input-output KonnektivitätA) Identifizierung von CSF-cNs Projektionsmustern und präsynaptischen NervenendenB) Abbildung von CSF-cNs SchaltungenC) Identifizierung von prä und postsynaptischen Partnern von CSF-cNsDie vorgeschlagenen Studien werden unser derzeitiges Verständnis von der CSF-cNs Biologie fördern und zur Charakterisierung ihrer physiologischen, molekularen und anatomischen Eigenschaften beitragen. Insgesamt sind diese Daten ein notwendiger Schritt um die Funktion von CSF-cNs im zentralen Nervensystem von Säugetieren zu definieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Nicolas Wanaverbecq, Ph.D.