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Projekt
GABAB Rezeptor-vermittelte Regulation synaptischer Plastizität in hemmenden Interneuronen
Antragsteller
Professor Dr. Imre Vida
Fachliche Zuordnung
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung von 2014 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245861656
Das zentrale Ziel dieses Projekts ist die Identifizierung der Rolle von GABAB Rezeptoren (GABABRs) in der Vermittlung und Modulation synaptischer Plastizität in GABAergen Interneuronen (INs). Der GABABR ist ein bekannter Regulator synaptischer Plastizität in kortikalen Prinzipalzellen. Einer seiner zahlreichen Effekte ist die Förderung der hebbianischen Langzeitpotenzierung (LTP) in exzitatorischen Prinzipalzellen. INs sind sehr vielfältig und ihre synaptischen und intrinsischen Eigenschaften unterscheiden sich deutlich von denen der Prinzipalzellen. Daher wird erwartet, dass GABABRs in den diversen IN-Typen unterschiedliche Auswirkungen haben. Im Einklang mit dieser Hypothese konnten wir in der ersten Förderperiode zeigen, dass GABABRen in prä- und postsynaptischen Kompartimenten diverser IN-Typen unterschiedlich exprimiert werden. Wir haben festgestellt, dass GABABR die hebbianische Plastizität bei exzitatorischen Synapsen auf Somatostatin (SOM)-exprimierende INs (SOMIs) und Parvalbumin (PV)-exprimierende INs (PVIs) hemmt. Als Fortsetzung in der zweiten Förderperiode wollen wir (1) die zelluläre und subzelluläre Verteilung von GABABRs in den verschiedenen kortikalen IN-Typen in enger Zusammenarbeit mit Kulik untersuchen. (2) Wir werden in enger Zusammenarbeit mit Bartos, Geiger und Wulff die zellulären und molekularen Mechanismen, die den hemmenden Wirkungen von GABABRs auf die synaptische Plastizität exzitatorischer glutamaterger Synapsen auf INs zu Grunde liegen, analysieren. (3) Des Weiteren werden wir die Beteiligung und Relevanz der GABABRen in der funktionellen und strukturellen Plastizität GABAerger Ausgangssynapsen unterschiedlicher IN-Typen in Zusammenarbeit mit Bartos und Kulik untersuchen. (4) In Zusammenarbeit mit Kulik, werden wir prüfen, ob die GABABRen und/oder deren nachgeschaltete Signalwege in INs selbst plastische Veränderungen zeigen. Diese Plastizität kann die Wirksamkeit und den dynamischen Bereich der GABA-Effekte in der Kontrolle der INs Rekrutierung verweitern. Schließlich (5) beabsichtigen wir Mikroschaltkreise und kleine Netzwerkmodelle zu entwickeln, um die Auswirkungen dieser Formen der Plastizität auf die Netzwerkdynamik in Zusammenarbeit mit Bartos, Geiger und Sprekeler zu analysieren. Dafür werden wir eine Kombination von in vitro elektrophysiologischen und neuroanatomischen Untersuchungen, sowie Computersimulationen anwenden. Wir werden uns auf zwei Haupttypen von INs fokusieren, perisomatisch-inhibitorische PVIs, Korbzellen (BCs) und dendritisch-inhibitorische SOMIs, Oriens-Lacunosum-Molekulare (O-LM) INs. Insgesamt erwarten wir eine zelltyp- und regionsspezifische Divergenz in der GABABR-vermittelten Modulation der synaptischen Plastizität. Diese Arbeit wird uns ein verbessertes Verständnis über die funktionelle Vielfalt von INs in Abhängigkeit zum Netzwerkzustand liefern und Implikationen über die Rolle der GABAergen Modulation in kognitiven Funktionen und Krankheitszuständen des Gehirns erlauben.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
