Entstehung zentraler, glutamaterger Synapsen und Mechanismen der Induktion postsynaptischer Differenzierung

• Applicant: Professor Dr. Kurt Gottmann
• Subject Area: Zoology
• Term: from 1994 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5189010

Die Entstehung funktioneller neuronaler Schaltkreise im Verlauf der Entwicklung des ZNS beruht auf der Ausbildung spezifischer synaptischer Verbindungen zwischen verschiedenen Neuronentypen. Die molekularen Mechanismen, die die Entstehung von synaptischen Strukturen steuern, sind allerdings noch weitgehend unbekannt. Vor allem aktivitätsunabhängige Mechanismen, die für die initiale Ausbildung von Synapsen entscheidend sind, sind bisher in cortikalen Neuronen kaum untersucht. Unsere Vorarbeiten führten zur Etablierung eines Cokultursystems cortikaler Neurone, das aus präsynaptischen Explantaten und dissoziierten, postsynaptischen Zielneuronen besteht. In diesem Cokultursystem ist eine quantitative Analyse der Entstehung funktioneller glutamaterger Synapsen mittels elektrophysiologischer und immuncytochemischer Methoden möglich. Elektrophysiologisch läßt sich durch Analyse von durch Maximalstimulation evozierten postsynaptischen Strömen, durch Analyse von spontanen Miniaturströmen und durch Analyse der Transmitterfreisetzungswahrscheinlichkeit auf die Anzahl funktioneller glutamaterger Freisetzungsstellen rückschließen. In dieser Förderperiode soll zunächst die Entstehung funktioneller glutamaterger Synapsen in dem von uns entwickelten Cokultursystem elektrophysiologisch und immuncytochemisch quantitativ untersucht werden. Anschließend soll die Ausbildung funktioneller glutamaterger Synapsen in einem heterochronen Cokultursystem, das weniger weit differenzierte postsynaptische Zielneurone enthält, vergleichend analysiert werden. Wir erwarten aus diesen Untersuchungen Hinweise auf eine retrograde Regulation der Bildung glutamaterger Transmitterfreisetzungsstellen durch die postsynaptischen Zielneurone. Darüber hinaus soll durch Inhibition spezifischer Zelladhäsionsmoleküle mittels spezifischer Antikörper untersucht werden, inwieweit die Ausbildung glutamaterger Synapsen von durch Zelladhäsionsmolekülen vermittelten Zell-Zell-Interaktionen abhängig ist. Wir erwarten aus diesen Experimenten Hinweise auf eine Beteiligung von Zelladhäsionsmolekülen an der Regulation der Entstehung glutamaterger Synapsen.

• DFG Programme: Research Grants