Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung
 Universitätsmedizin Leipzig

Gliotransmitterfreisetzung in der Netzhaut

In letzter Zeit sind Gliazellen verstärkt in den Fokus der neurobiologischen Forschung gerückt. Im Gegensatz zu einer bloßen Stützfunktion, die man diesen Zellen über lange Zeit fast ausschließlich zuschrieb, wurden mittlerweile diverse physiologische Prozesse aufgeklärt, an denen Gliazellen beteiligt sind. Dazu zählen eine Reihe von Versorgungs- und Homöostasefunktionen. Es konnte aber auch gezeigt werden, daß Gliazellen an der neuronalen Informationsübertragung beteiligt sind. Gliazellen sind in der Lage, Transmitter - sogenannte Gliotransmitter - zu synthetisieren bzw. zu speichern, diese reguliert freizusetzen und dadurch physiologische Reaktionen zu induzieren. Zu den Gliotransmittern zählen u.a. Glutamat, ATP und Adenosin. In diesem Zusammenhang sind aber noch viele Fragen ungeklärt.

Unser Studienobjekt ist die Müllersche Gliazelle, die dominierende Gliazelle der Wirbeltiernetzhaut. In früheren Arbeiten konnten wir zeigen, daß Wachstumsfaktoren und andere Signalmoleküle in Müllerzellen eine Signalkaskade aktivieren, die eine wichtige Rolle bei der Volumenregulation spielt (Wurm et al., 2010; Abb. 1). Innerhalb dieser Signalkaskade werden durch Müllerzellen Glutamat, ATP und Adenosin freigesetzt. Neuere Daten weisen darauf hin, daß die Freisetzung von Glutamat über die Exocytose von Vesikeln erfolgt (Brückner et al., 2012). Eines der schwierigsten meßtechnischen Probleme in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, daß nur sehr geringe Mengen an Glutamat von Müllerzellen freigesetzt werden. Eine elegante Lösung für deren Messung wurde von Antje Grosche entwickelt und in einem Artikel in der Zeitschrift „Neuron" beschrieben (Slezak et al., 2012; Abb. 2). Es ist geplant, das Grundprizip dieser Methode zu nutzen, um zukünftig auch die Freisetzung weiterer Glio­transmitter nachzuweisen. 

Literatur

Brückner E, Grosche A, Pannicke T, Wiedemann P, Reichenbach A, Bringmann A. Mechanisms of VEGF- and glutamate-induced inhibition of osmotic swelling of murine retinal glial (Müller) cells : Indications for the involvemenet of vesicular glutamate release and connexin-mediated ATP release. Neurochem Res 2012,37:268-278.

Slezak M, Grosche A, Niemic A, Tanimoto N, Pannicke T, Münch TA, Crocker B, Isope P, Härtig W, Beck SC, Huber G, Ferracci G, Perraut M, Reber M, Miehe M, Demais V, Lévêque C, Metzger D, Szklarczyk K, Przewlocki R, Seeliger MW, Sage-Ciocca D, Hirrlinger J, Reichenbach A, Reibel S, Pfrieger FW. Relevance of exocytotic glutamate release from retinal glia. Neuron 2012,74:504-516. 

Wurm A, Lipp S, Pannicke T, Linnertz R, Krügel U, Schulz A, Färber K, Zahn D, Grosse J, Wiedemann P, Chen J, Schöneberg T, Illes P, Reichenbach A, Bringmann A. Endogenous puri­nergic signaling is required for osmotic volume regulation of retinal glial cells. J Neurochem 2010,112:1261-1272.


Gliotransmitter 1 Plus Symbol

Abb. 1: Durch Wachstumsfaktoren wird in Müllerzellen eine Signalkaskade aktiviert, an deren Ende die Öffnung von Ionenkanälen steht, wodurch Zellschwellung durch hypotonen Streß verhindert wird. Durch pharmakologische Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß an dieser Signalkaskade die Gliotransmitter Glutamat, ATP und Adenosin beteiligt sind.


Gliotransmitter 2 Plus Symbol

Abb. 2: Nachweis der Glutamatfreisetzung aus Müllerzellen. Müllerzellen werden aus der Netzhaut isoliert und mit dem Ca2+-Chelator NP-EGTA beladen. Bei Belichtung mit UV-Licht wird aus NP-EGTA Ca2+ freigesetzt, der Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration führt zur Freisetzung von Glutamat. In einer Kaskade biochemischer Reaktionen entsteht H2O2, das mit dem Reagens Amplex® Red zu fluoreszentem Resorufin reagiert. Die Resorufin-Fluoreszenz ist ein Maß für das freigesetzte Glutamat.


Arbeitsgruppe



Kooperationspartner



Förderung


 
Letzte Änderung: 19.04.2017, 10:43 Uhr
Zurück zum Seitenanfang springen
Zurück zum Seitenanfang springen
Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung