Das WIN-Kolleg

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Dornen („Spines“), in Körnerzellen des Bulbus olfaktorius, auch Gemmules genannt,
gerichtet. In der Literatur gibt es Hinweise darauf, dass Veränderungen in der Rezep-
torzusammensetzung auch die Morphologie der Dornen beeinträchtigen können.
Fernerhin bestimmten wir die Anzahl der Dornen entlang der Körnerzelldendriten.
Weder die Morphologie der dendritischen Dornen noch deren Anzahl war nach
Gendeletion signifikant verändert, womit unspezifische Effekte der Gendeletion
unwahrscheinlich werden. Darüber hinaus versuchten wir, die Verteilung der noch
vorhandenen Glutamatrezeptoruntereinheiten mittels Immunhistochemie darzustel-
len, was jedoch aufgrund von methodischen Problemen fehlschlug.
Um die physiologischen Konsequenzen der Deletion von GluR-B in Körner-
zellen zu erfassen, führten wir in vivo patch-clamp Ableitungen von Mitralzellen in
Mäusen mit einer vorderhirnspezifischen Deletion von GluR-B durch, was auf der
Ebene des Bulbus olfaktorius dem viralen Eingriff gleichkommt. Folgende Überle-
gungen führten zu diesem Experiment. Die Deletion der GluR-B Untereinheit
könnte zu einem vermehrten Einstrom von Ca2+ in die Körnerzellen führen, was
wiederum eine verstärkte Ausschüttung von GABA, einem inhibitorisch wirkenden
Neurotransmitter, bewirken könnte. Deshalb war es wichtig, die Stärke der Aus-
schüttung von GABA zu messen. Dies kann im Bulbus olfaktorius am einfachsten
dadurch erreicht werden, dass in einer Mitralzelle durch elektrische Stimulation
Aktionspotentiale ausgelöst werden und daraufhin das rekurrente inhibitorische
Potential (rIP) in der gleichen Mitralzelle gemessen wird. Das rIP reflektiert die
Stärke des folgenden Signalwegs: Glutamatausschüttung vom Mitralzelldendriten,
Aktivierung von Glutamatrezeptoren in den Körnerzellen, Freisetzung von GABA,
Aktivierung von GABA-Rezeptoren in der Mitralzelle. Die Durchführung dieses
Experiments am anästhesierten, lebenden Tier {in vivo) war entscheidend, da nur im
intakten Organ ein Erhalt der komplizierten und sehr weitläufigen Morphologie
von Mitralzellen und aller mit einer Mitralzelle synaptisch verbundenen Körnerzel-
len möglich ist (ein Lateraldendrit einer Mitralzelle kann sich fast über den gesam-
ten Bulbus hinwegziehen). Unsere Experimente ergaben, dass allgemeine zelluläre
Eigenschaften wie Eingangswiderstand, Ruhepotential, Zeitkonstanten der Mem-
bran oder Aktionspotentialschwelle nach Deletion von GluR-B in Körnerzellen
unverändert waren. Das rIP jedoch war mehr als verdoppelt. In Bezug auf den der
Geruchsstoffunterscheidung zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen könnte
dies bedeuten, dass das Ausmaß der reziproken Hemmung an einer Mitralzelle die
Verstärkung von Unterschieden in der Repräsentation der Duftstoffe erzeugt,
wodurch wiederum eine schnellere Unterscheidung insbesondere von ähnlichen
Duftstoffen ermöglicht wird. Wir gehen davon aus, dass die laterale Hemmung in
analoger Weise ebenso verstärkt wird, und besonders dadurch eine Verstärkung von
Unterschieden erreicht werden kann. Aufgrund technischer Limitationen war die
Untersuchung der lateralen Inhibition im bestehenden Paradigma nicht möglich.
Aufgrund der erhöhten Ca2+ Permeabilität von AMPA-Rezeptoren nach
Deletion der GluR-B Untereinheit könnte ein vermehrter Einstrom von Ca2+ mög-
licherweise direkt zu einer Potenzierung der Freisetzung von GABA führen.
Wir haben in Kollaboration mitVeronica Egger (LMU München) damit begonnen,