Molecular physiology of the inner hair cell ribbon synapses

Abstract

In dieser Arbeit untersuchten wir die Organisation, molekulare Zusammensetzung und Funktion von Bändersynapsen innerer Haarzellen (IHC). Wir konnten zeigen, dass deren Verankerung bei Mäusen mit einer Mutation des präsynaptischen Gerüstproteins Bassoon behindert ist. Das Fehlen von an der aktiven Zone verankerten synaptischen Bändern verminderte die Größe der präsynaptischen, leicht freisetzbaren Vesikelpopulation und behinderte die synchrone auditorische Signalübertragung, wie sich durch Messungen exozytotischer Kapazitätsveränderungen der inneren Haarzellen und der schallevozierten Aktivierung von Neuronen des Ganglion spirale nachweisen ließ. Sowohl die Exozytose der schnell freisetzbaren Vesikel in den Haarzellen als auch die Anzahl synchron aktivierter Neuronen des Ganglion spirale änderten sich mit der Anzahl verankerter Bänder im Verlauf der Entwicklung. Interessanterweise waren IHCs ohne synaptische Bänder dennoch in der Lage, die langsame Exozytose mit normaler Ca2+-Abhängigkeit aufrecht zu erhalten. Die Membranrückführung durch Endozytose war intakt, jedoch ließ sich eine Anhäufung tubulärer und cisternärer Membranprofile in bänderdefizienten IHCs beobachten. Wir schließen daraus, dass die vom Vorhandensein synaptischer Bänder abhängige synchrone Freisetzung multipler Vesikel an der afferenten Haarzellsynapse für normales Hören erforderlich ist. Zusätzlich präsentiert unsere Studie ein molekularbiologisch definiertes Mausmodell zum Studium der auditorischen Neuropathie beim Menschen und charakterisiert diese als auditorische Synaptopathie.