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Funktionelle Charakterisierung der synaptischen Transmission in APP/APLP1/APLP2-defizienten Mäusen

Functional characterization of the synaptic transmission in APP/APLP1/APLP2-deficient mice

by Susann Kaufmann
Doctoral thesis
Date of Examination:2007-04-23
Date of issue:2006-10-23
Advisor:PD Dr. Christian Rosenmund
Referee:PD Dr. Christian Rosenmund
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-686

 

 

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Name:kaufmann.pdf
Size:1.72Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract

English

APP (Amyloid Precursor Protein) and APLP (Amyloid Precursor Like Protein) are highly homologous proteins but their physiological function still remains partially unknown. The protein family is synaptically located and undergoes similar processing pathways by secretases. One product, Aβ, has a key role in the pathogenesis of the Alzheimer s Disease. In this study, we show for the first time that all members of the APP-family are able to influence synaptic transmission. Therefore, we performed patch-clamp-experiments in excitatory hippocampal neurons from autaptic cultures of APP/APLP1/APLP2-deficient mice to detect changes in the synaptic transmission. This triple mutation led to a significant increase in synaptic strength which was determined by an increase of amplitude and charge of evoked excitatory postsynaptic currents on one hand and on the other hand by an increase in the number of synapses. Our experiments allow to hypothesize that APP and APLP modulate the synaptic function by a regulation of the synapse number. In an early developmental stage, the lack of APP and APLP changes the synapse number to higher levels by a fastened formation, meanwhile in later stages the proteins have less influence on new formation of synapses but most likely regulate the maintenance of synaptic structures.
Keywords: APP; APLP; Alzheimer; amyloid; synaptic transmission; synapse; patch-clamp

Other Languages

APP (Amyloid Precursor Protein) und APLP (Amyloid Precursor Like Protein) sind homologe Proteine, deren physiologische Funktion nur sehr unvollständig geklärt ist. Die Proteinfamilie ist synaptisch lokalisiert und wird durch Sekretasen in ähnlicher Weise prozessiert. Einem Spaltprodukt des APP, dem Aβ, wird eine Schlüsselrolle in der Entstehung der Alzheimer-Krankheit zugeordnet. In der vorliegenden Arbeit konnten wir erstmals zeigen, dass alle Mitglieder der APP-Familie einen Einfluss auf die synaptische Transmission haben. Wir untersuchten APP/APLP1/APLP2-Triple-Knockout-Mäuse mittels der patch-clamp-Technik auf Veränderungen der synaptischen Transmission, indem wir hippocampale exzitatorische Neuronen autaptisch kultivierten. Die dreifache Mutation führte zu einer Erhöhung der synaptischen Stärke, die sich insbesondere in einer Vergrößerung der Amplitude und Ladung der evozierten exzitatorischen postsynaptischen Ströme sowie einer Veränderung der Synapsenzahl äußerte. Unsere Experimente stützen die Hypothese, dass APP und APLP die synaptische Funktion durch Regulation der Synapsenzahl entwicklungsabhängig modulieren können. In einem frühen Stadium der Hirnentwicklung wirkt sich das Fehlen von APP und APLP auf die Synapsenzahl aus, indem Synapsen wahrscheinlich schneller gebildet werden, während mit Maturation des Hirns der Einfluss der Proteine auf die Synapsenbildung abnimmt und wahrscheinlich in der Synapsenerhaltung eine größere Rolle spielt.
Schlagwörter: APP; APLP; Alzheimer; Amyloid; synaptische Transmission; synapse; patch-clamp
 

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