Panglial calcium signalling in the olfactory bulb

• Applicant: Professor Dr. Christian Lohr
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2017 to 2021
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 350733686

• Final Report Year: 2021

Final Report Abstract

Ziel des Projektes war es, Gliazellen im Bulbus olfactorius, insbesondere olfaktorische Hüllgliazellen (engl.: olfactory ensheathing cells, OEC) und Astrozyten, morphologisch und physiologisch zu charakterisieren und eine mögliche direkte Zell-Zell-Verbindung zwischen diesen beiden Zelltypen nachzuweisen. Die Ergebnisse zeigen, dass der „Tracer“ Biotin nach Beladung in einen Astrozyten in benachbarte Gliazellen diffundiert, darunter auch OEC, womit eine Zell-Zell-Verbindung nachgewiesen wurde. Calciumsignale, die in Astrozyten ausgelöst wurden, breiteten sich als Calciumwelle aus und wurde auch in gekoppelte OEC übertragen. Dort lösten die Calciumsignale eine Konstriktion in benachbarten Kapillaren des Blutgefäßsystems aus. Weitere Untersuchungen zeigten, dass OEC komplett die Kapillaren umhüllen, an einer intakten Blut-Hirn-Schranke beteiligt sind und Glukose, die aus dem Blutgefäßsystem stammt, aufnehmen können. Darüber hinaus wurde beschrieben, dass Noradrenalin zu einer Calciumfreisetzung und „store-operated calcium entry“ in Astrozyten des Bulbus olfactorius führt. Insgesamt zeigt das Projekt die vielfältigen Mechanismen auf, über die Gliazellen untereinander, aber auch mit Neuronen und Zellen des Blutgefäßsystems, kommunizieren und dass sie einen wichtigen Beitrag zur Homöostase und Informationsverarbeitung im Nervensystem liefern.

Publications

• (2019). Panglial gap junctions between astrocytes and olfactory ensheathing cells mediate transmission of Ca2+ transients and neurovascular coupling. GLIA 67:1385-1400
  Beiersdorfer, Antonia; Scheller, Anja; Kirchhoff, Frank & Lohr, Christian
  
• (2020). Sublaminaspecific organization of the blood brain barrier in the mouse olfactory nerve layer. GLIA 68:631-645
  Beiersdorfer, Antonia; Wolburg, Hartwig; Grawe, Janine; Scheller, Anja; Kirchhoff, Frank & Lohr, Christian
  
• (2020). Age-dependent heterogeneity of murine olfactory bulb astrocytes. Front Aging Neurosci 12:172
  Klein, Marcel; Lohr, Christian & Droste, Damian
  
• (2021) Norepinephrine-induced calcium signaling and store-operated calcium entry in olfactory bulb astrocytes. Front Cell Neurosci 15:639754
  Fischer, Timo; Prey, Jessica; Eschholz, Lena; Rotermund, Natalie & Lohr, Christian
  
• (2021) Using genetically encoded calcium indicators to study astrocyte physiology: A field guide. Front Cell Neurosci 15:690147
  Lohr, Christian; Beiersdorfer, Antonia; Fischer, Timo; Hirnet, Daniela; Rotermund, Natalie; Sauer, Jessica; Schulz, Kristina & Gee, Christine E.