Identifizierung und funktionelle Charakterisierung einer Oxytocin-Neuronen Population, die Laktation koordiniert

• Antragsteller: Professor Dr. Valery Grinevich
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 341162785

Das hypothalamische Neuropeptid Oxytocin (OT) ist ein essentielles Molekül für die Initiierung und die Aufrechterhaltung der Laktation - ein bei Säugetieren einzigartiger funktioneller Zustand zur Ernährung der Jungen. Das zentrale OT System besteht aus zwei unterschiedlichen Zelltypen - magno- und parvozelluläre OT Neurone. Magnozelluläre OT Neurone stellen die Hauptkomponenten des Systems dar, da sie sich in ihrer Aktivität synchronisieren können, was wiederum zur verstärkten Freisetzung von OT in den Blutkreislauf führt, wodurch der Milchfluss aus den Brustdrüsen induziert wird. Allerdings sind die der Synchronisierung zu Grunde liegenden Mechanismen noch immer weitestgehend unklar. Unsere neuesten Untersuchungen in virginen Ratten zeigen, dass die parvozellulären Neurone sowohl die Aktivität der magnozellulären OT Neurone als auch die systemische OT Freisetzung aufgrund sensorischer Stimulation direkt kontrollieren können. Aufgrund dieser und weiteren unpublizierten Daten, welche diesem Antrag beigefügt sind, ist unser Ziel zu zeigen, dass parvozelluläre OT Neurone auch die Aktivität magnozellulärer Neurone während der Laktation regulieren. Im Verlauf unserer angedachten Studien wollen wir die sich ergänzenden Expertisen unserer Arbeitsgruppen in Deutschland und der Schweiz verwenden, um mit Hilfe von neu entwickelten viralen Vektoren für Opto- und Pharmakogenetik und in vivo multi-unit opto-electrode recordings die Bedeutung parvozellulärer OT Neurone zu untersuchen in Kombination mit Beobachtungen des Säugeverhaltens in laktierenden Ratten. Diese Techniken sollen zuerst angewendet werden, um chemo- und optogenetische Funktionsverlust-Experimente durchzuführen zur Überprüfung des kausalen Zusammenhangs zwischen der Aktivität parvozellulärer OT Neurone und Änderungen in der Gewichtszunahme von saugenden Jungen sowie der Aktivität magnozellulärer Neuone während der Laktation. Anschließend wollen wir in einem Funktionsgewinn-Experiment versuchen, die durch Brustwarzen-Desensitisierung verursachten Änderungen beim Stillen und in der Aktivität magnozellulärer OT Neurone aufgrund von optogenetischer Aktivierung wiederherzustellen. Abschließend wollen wir durch die Verabreichung eines Cocktails monosynaptischer retrograd-transportierter Viren die neuronalen Bahnen zwischen den Brustdrüsen und den parvozellulären OT Neuronen rekonstruieren. Darüber hinaus wollen wir deren funktionelle Rolle für die Induktion der Laktation mit den oben beschriebenen Ansätzen untersuchen. Zusammenfassend soll unsere Studie ein neues OT Netzwerk beschreiben für die Initiierung und/oder die Aufrechterhaltung der Laktation. Dies ist von großer Bedeutung für unser Verständnis der basalen physiologischen Mechanismen der Reproduktion.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)
• Mitverantwortlich: Professor Ron Stoop, Ph.D.