GABA(b)-Rezeptor-vermittelte Modulation an Martinotti-Zellen im primär somatosensorischen (Barrel-)Kortex der Maus

Badura, Simon

dc.contributor.advisor	Staiger, Jochen Prof. Dr.
dc.contributor.author	Badura, Simon
dc.date.accessioned	2022-03-31T09:54:01Z
dc.date.available	2022-04-12T00:50:36Z
dc.date.issued	2022-03-31
dc.identifier.uri	http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/13957
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9155
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc	610	de
dc.title	GABA(b)-Rezeptor-vermittelte Modulation an Martinotti-Zellen im primär somatosensorischen (Barrel-)Kortex der Maus	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	GABA(b) receptor mediated modulation on Martinotti cells in the primary somatosensory barrel cortex of the mouse	de
dc.contributor.referee	Hülsmann, Swen Prof. Dr.
dc.date.examination	2022-04-05	de
dc.description.abstractger	Das Gehirn ist unter physiologischen Bedingungen ständigen Umbauvorgängen unterworfen. Dabei spielen Erregung (Exzitation) und Hemmung (Inhibition), und insbesondere deren Balance, eine wichtige Rolle. Neuronale Plastizität macht das Gehirn zu einem anpassungsfähigen und vielseitigen Organ. Die Komplexität der Interaktionen auf zellulärer Ebene ist bis heute Gegenstand der medizinischen Forschung, um ein besseres Verständnis der physiologischen Eigenschaften zu erlangen und damit Ansätze für neue Therapiestrategien gegen neurodegenerative Erkrankungen, Epilepsien oder neuropsychiatrischer Erkrankungen entwickeln zu können. Martinotti-Zellen gehören zu einer Gruppe kortikaler inhibitorischer Neurone, die an komplexen Verschaltungen beteiligt sind, eine wesentliche Rolle bei Lernvorgängen spielen und deren Degeneration bei einigen Krankheitsbildern wie beispielsweise Morbus Alzheimer oder Temporallappenepilepsien beobachtet wird. Dabei ist die Modulation der Kurzzeitplastizität durch inhibitorische präsynaptische GABAerge Terminalen und der Ablauf der intrazellulären Vorgänge die zu einer Inhibition der Martinotti-Zellen führen bislang teilweise ungeklärt und Gegenstand dieser Arbeit. Im Rahmen der Versuche wurden akute Hirnschnitte des primär somatosensorischen (Barrel-)Kortex der Maus angefertigt und Whole-cell-Ableitungen von Martinotti-Zellen der Schichten II/III und V durchgeführt. Dabei wurden die Zellen, neben einer elektrophysiologischen Charakterisierung, hinsichtlich ihrer Expression von metabotropen postsynaptischen GABA(b)-Rezeptoren, sowie deren Wirkung durch Applikation spezifischer Pharmaka untersucht. In einer weiteren Versuchsreihe standen die inhibitorischen Eingänge auf die Martinotti-Zellen bezüglich ihrer Kurzzeitplastizität, sowie deren mögliche Modulation durch präsynaptische GABA(b)-Rezeptoren an den stimulierten Terminalen im Fokus der Arbeit. In dieser Arbeit konnten elektrophysiologisch postsynaptische GABA(b)-Rezeptoren auf Martinotti-Zellen der Schicht II/III und V des Barrel-Kortex der Maus nachgewiesen werden. Bei Aktivierung bewirken diese eine leichte Hyperpolarisation der MC von -2,50±1,59 mV (n = 6) in Schicht II/III und -3,80 ± 0,76 mV (n = 3) in Schicht V. Ebenfalls konnte auf präsynaptischen inhibitorischen Terminalen, die sich auf die Martinotti-Zellen der Schichten II/III und V verschalten, GABA(b)-Rezeptoren nachgewiesen werden, die zu einer verringerten Amplitude der elektrisch evozierten (induzierten) inhibitorischen postsynaptischen Ströme führen. Unter repetitiven Stimulationsbedingungen unterliegen die induzierten inhibitorischen postsynaptischen Ströme einer Kurzzeitdepression, welche nicht über GABA(b)-Rezeptoren vermittelt ist, d. h. es liegt keine synaptische Autoinhibition der inhibitorischen Eingänge vor. In welche komplexen kortikalen Signalverarbeitungsvorgängen die präsynaptischen GABA(b)-Rezeptoren an den Terminalen eingebunden sind, und durch welche GABA-freisetzende Zellen sie letztlich aktiviert werden, konnte nicht abschließend geklärt werden und bedarf weiterer Untersuchungen.	de
dc.description.abstracteng	Under physiological conditions the brain is subject to continuous remodelling processes. In this case exizitation und inhibitation - and especially their balance - are important factors. Neuronal plasticity makes the brain to an adaptable and versatile organ. Untill today the complexity of interactions on a cellular level remains a subject of medical research for getting a deeper understanding of the physiological properties and to develop new approaches for the treatmeant of neurodegenerative disorders, epilepsy or neuropsychiatric disorders. Martinotti cells belong to a group of inhibitory cortical interneurons which are involved in complex interconnections of neuronal circuitry, play an essential role in learning processes and which degeneration is observed in some diseases like Alzheimer’s desease and temporal lobe epilepsy. The modulation of short-term plasticity by inhibitory GABAergic terminals and the course of intracellular processes which leads to an inhibition of Martinotti cells remains partially unexplained and are subjects of this work. During these trials there have been acute brain slices of mouses barrel cortex prepared and whole-cell recordings of Martinotti cells of layer II/III and V have been performed. Therefore the cells were analysed by an electrophysiological characterisation, the expression of metabotropic postsynaptic GABA(b) receptors and the effect of the application of drugs. In a further test series the focus of this work was set on the effect of inhibitory inputs on the Martinotti cells‘ short-term plasticity and their possible modulation by presynaptic GABA(b) receptors on the stimulating terminals. In this work the existance of postsynaptic GABA(b) receptors on Martinotti cells in layer II/III and V of the barrel cortex could be proven. While activation they cause a slight hyperpolarisation of MC from -2,50±1,59 mV (n = 6) in layer II/III and -3,80±0,76 mV (n = 3) in layer V. Also it could be proven that there are GABA(b) receptors on presynaptic inhibitory terminals which interconnect on Martinotti cells of layer II/III and V, which lead to a reduced amplitude of electrically evoked inhibitory postsynaptic currents. While repetitive stimulations those evoked inhibitory postsynaptic currents underlie a short-term depression, which isn’t mediated by GABA(b) receptors. This means that there is no synaptic autoinhibition of inhibitory inputs. In which kind of complex cortical signal processings the presynaptic GABA(b) receptors on the terminals are involved and by which GABA-releasing cells the are activated could not be finally clarified and requires further investigations.	de
dc.contributor.coReferee	Dressel, Ralf Prof. Dr.
dc.subject.ger	Barrel-Kortex	de
dc.subject.ger	inhibitorische Interneurone	de
dc.subject.ger	GABA	de
dc.subject.ger	GABA(b)	de
dc.subject.ger	Martinotti-Zellen	de
dc.subject.eng	barrel cortex	de
dc.subject.eng	inhibitory interneurons	de
dc.subject.eng	GABA	de
dc.subject.eng	GABA(b)	de
dc.subject.eng	Martinotti cells	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-ediss-13957-3
dc.affiliation.institute	Medizinische Fakultät	de
dc.subject.gokfull	MED291	de
dc.subject.gokfull	MED292	de
dc.description.embargoed	2022-04-12	de
dc.identifier.ppn	1799351416

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Human- und Zahnmedizin [2877]

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