Oxytocin-Signaltransduktion im ventralen Hippocampus: von der Modulation des lokalen Kreislaufs bis zu Sozial- und Sexualverhalten

• Antragsteller: Professor Dr. Valery Grinevich
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433153533

Das hypothalamische Neuropeptid Oxytocin (OT) moduliert eine Fülle von sozio-sexuellem Verhalten. Aufgrund der Tatsache, dass soziale Kognition und Beziehung von der allgemeinen Fähigkeit eines Individuums abhängen, Gedächtnisrepräsentationen zu rekonstruieren und in Beziehung zu setzen, haben wir uns in diesem Projekt auf den ventralen Hippocampus (vHippo) konzentriert, welcher kürzlich als kontrollierender Speicherknoten für soziale Informationen beschrieben wurde. Interessanterweise führt die experimentelle Hemmung der CA1-Region des vHippo zu einer Störung des Sozialverhaltens, ähnlich der bei Tiermodellen, denen OT oder sein Rezeptor (OTR) fehlt. Daher vermuten wir, dass die soziale Funktion des vHippo mit der OT-Aktion zusammenhängt. Obwohl die vHippo-CA1-Region direkte OT-ergischen Input erhält, sind neuronale Typen, die der OT-vermittelten Modulation neuronaler Ensembles in dieser Struktur zugrunde liegen, sowie ihr funktioneller Beitrag zum sozialen Verhalten, weitestgehend unbekannt. In unseren vorläufigen Experimenten, bei denen neu erzeugte OTR-Cre-Knock-In-Ratten und virale Vektoren eingesetzt wurden, haben wir zwei Populationen von OTR-positiven (OTR+) Neuronen im vHippo identifiziert: Parvalbumin-positive Interneurone und Principal Cells (PC), die sich außerhalb der CA1-Hauptzellschicht befinden. Die Applikation von OTR-Agonisten auf akute vHippo-Schnitte führte zur Co-Aktivierung von OTR+ Interneuronen und OTR+ PCs, während OTR-negative PCs stumm blieben. Unsere viralen Vektor-basierten Tracing-Studien haben gezeigt, dass OTR+ PCs spezifisch in die Körnerzellschicht der akzessorischen Riechkolben (AOB) projizieren - der Knotenstruktur der sexuellen (pheromonalen) Informationsverarbeitung. Da wir wissen, dass OTR+ PCs zum AOB projizieren, vermuten wir, dass der vHippo die Wahrnehmung sexuell gültiger Geruchsinformationen durch selektives Verstärken der Verbindung zwischen OTR + PCs im vHippo und der extrinsischen Komponente des Netzwerks - dem AOB - verbessern kann. Im Anschluss an diese Hypothese werden wir detaillierte elektrophysiologische und anatomische Analysen neuronaler Komponenten des vHippo OTR+ Schaltkreises auf synaptischer-, neuronaler- und Verhaltensebene durchführen, um die neuronale Interaktion zwischen dem hypothalamischen OT-System, vHippo und AOB und seiner Rolle bei der Orchestrierung von sozialen und sexuellem Verhalten aufzudecken. Darüber hinaus werden unsere Ergebnisse dazu beitragen, die Mechanismen sexueller und sozialer Veränderungen bei Patienten mit psychischen Erkrankungen, wie zum Beispiel Autismus-Spektrum-Erkrankungen, besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen