Purkinje cell synaptic signaling and cerebellar function: Role of TRPC channels
Final Report Abstract
Das Ziel unseres Projektes war die Untersuchung aller in Purkinjezellen exprimierten TRPC-Kanäle. Zu diesem Zweck führten wir zunächst eine Bestimmung des Expressionsmusters aller TRPC-Untereinheiten in diesem Zelltyp mittels der Methode der quantitativen Reverse-Transkriptase PCR durch. Diese Analyse ergab, daß TRPC3 die in Purkinjezellen am häufigsten exprimierte TRPC-Untereinheit ist, gefolgt von TRPC1. Andere Untereinheiten werden in vernachlässigbaren Mengen exprimiert. Aus diesem Grund konzentrierten wir uns im folgenden auf die Aufklärung der Rolle von TRPC3 und TRPC1. Zu diesem Zweck analysierten wir TRPC1- und TRPC3-defiziente Mäuse systematisch mittels elektrophysiologischer Ableitungen im Hirnschnitt, konfokalen bzw. Zwei-Photonen-Ca2+-Messungen und Verhaltensversuchen. Wir konnten zweifelsfrei nachweisen, daß TRPC3 (und nicht TRPC1) unverzichtbar für die mGluR1-abhängige synaptische Übertragung in Purkinjezellen ist. TRPC3 ist darüberhinaus notwendig für die normale motorische Koordination. Die Ergebnisse aus diesem Projekt etablieren TRPC3 als neuartigen postsynaptischen lonenkanal, der dem mGluR1 nachgeordnet ist und synaptisch aktiviert wird, in Purkinjezell-Spines lokalisiert ist und dort zur synaptischen Ca2+-Signalgebung beiträgt. Darüberhinaus gelang es uns zum ersten Mal, ein bis dahin unbekanntes mGluR1-abhängiges Ca2+-Signal in Dendriten und Spines zu messen: den Einstrom von Ca2+-lonen durch TRPC3-Kanäle. Die Füllung intrazellulärer Ca2+-Speicher geschieht in Purkinjezellen unabhängig von TRPC1 und TRPC3. Die Langzeitdepression der Parallelfasersynapse kann in Abwesenheit von TRPC3 induziert werden. Damit bleibt die Frage nach der direkten zellulären Funktion dieser TRPC-Kanäle noch offen und ist Gegenstand weiterführender Untersuchungen.
Publications
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Homosynaptic long-term synaptic potentiation of the "winner" climbing fiber synapse in developing Purkinje cells. J. Neurosci. 28 (2008): 798-807
Bosman, L.W., Takechi, H., Hartmann, J., Eilers, J. & Konnerth. A.
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TRPC3 channels are required for synaptic transmission and motor coordination. Neuron 59 (2008): 392 - 398
Hartmann, J., Dragicevic, E., Adelsberger, H., Henning, H.A., Sumser, M., Abramowitz, J., Blum, R., Dietrich, A., Freichel, M., Flockerzi, V., Birnbaumer, L. & Konnerth, A.
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Mechanisms of metabotropic glutamate receptormediated synaptic signaling in cerebellar Purkinje cells. Acta Physiol. (Oxf.) 195 (2009): 79 - 90
Hartmann, J. & Konnerth, A.
