Kalziumdynamik in Körnerzellen des Bulbus olfactorius der Maus

Der häufigste neuronale Verbindungstyp im Riechkolben (Bulbus
olfactorius) der Säuger ist die reziproke dendrodendritische
Synapse zwischen den glutamatergen Mitralzellen (den
Prinzipalneuronen des Bulbus) und den GABAergen Körnerzellen. Die
dendritische Kalziumdynamik der axonlosen Körnerzellen ist aufgrund
ihrer dendritischen Freisetzung von besonderem Interesse und
zeichnet sich durch einen ungewöhnlich langsamen Verlauf aus. Zwei
mögliche Ursachen dafür stehen im Zentrum dieser Dissertation: (1)
Der unspezifische Kationenstrom ICAN, der in Körnerzellen nach
synaptisch evozierten Aktionspotenzialen beobachtet wird, und (2)
die endogene Kalziumdynamik der Körnerzellen. Diese Phänomene
wurden mittels Zwei-Photonen-Laser-Scan-Mikroskopie und simultaner
Einzelzellableitung in akuten Hirnschnitten von adulten Mäusen
untersucht. In dieser Arbeit wurde die molekulare Identität von
ICAN als Kombination aus TRPC1 und TRPC4 (transient receptor
potential classic) vermittels Tieren mit Deletionen der
entsprechenden Gene aufgeklärt (Kollaboration mit Prof. Marc
Freichel, Homburg). Im Vergleich zum Wildtyp fehlten in der TRPC1/4
Doppeldeletion ICAN und der assoziierte langsame Ca2+-Einstrom.
Damit wurde erstmals eine synaptische Funktion von TRPC-Kanälen im
Bulbus nachgewiesen. Weiterhin wurde ein bislang unbekannter
Aktivierungsweg von TRPC-Kanälen entdeckt, nämlich über
NMDA-Rezeptoren. Bezüglich der endogenen Kalziumdynamik wurde
festgestellt, dass nicht etwa eine große Pufferkapazität dem
langsamen Abbau von Ca2+-Signalen zugrunde liegt, sondern vielmehr
eine geringe Extrusionsrate. Damit sind beide Mechanismen –
TRPC-Kanäle und endogene Kalziumdynamik – für den langsamen Verlauf
von Ca2+-Transienten in Körnerzellen mitverantwortlich.