Kommunikation zwischen Neuronen und Astrozyten mittels extrazellulärem ATP und Glutamat
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Ergebnisse gliedern sich in die folgenden zwei Gruppen: (a) Es wurde die funktionelle Rezeptorausstattung von kultivierten kortikalen Astroglia/Neuronen und mesencephalen NPC bestimmt und zu der entsprechenden Rezeptor-Immunpositivität in Verhältnis gesetzt. (b) Es wurden Transduktions-Mechanismen geklärt, die durch die Aktivierung solcher Rezeptoren ausgelöst werden können. (i) Im PFC der Ratte setzt ATP aus Astroglia Glutamat frei, das wiederum die NMDA-Rezeptorempfindlichkeit der Pyramidenzellen hochregulieren kann. An diesem letzteren Effekt sind neuronale mGluR beteiligt. (ii) P2X7-Rezeptoren befinden sich an Astroglia, wo sie nekrotisch/apoptotische Vorgänge anstoßen können. Da Neurone solche Rezeptoren nur an ihren Zellausläufern enthalten, ist es durchaus möglich, dass ein Großteil der als neuronal bezeichneten P2X7-Effekte über astrogliale Signalmoleküle vermittelt werden. (iii) Pathophysiologische Ereignisse, wie eine moderate, aber relative langanhaltende Zellischämie können P2X7-Rezeptoren an Neuronen selektiv hochregulieren. (iv) Nukleotide können als in vitro Proliferationsagenten humaner dopaminerger mesencephaler NPC verwendet werden. Es laufen derzeit bereits in einem deutsch-ungarischem Gemeinschaftsprojekt von Illes/Sperlagh (Pathophysiological role of P2X7 receptors in the nervous system) und innerhalb der Forschergruppe im Teilprojekt-Riedel/Illes (Involvement of P2 receptors in the modulation of nociceptive afferent stimuli) Experimente zu astroglialen P2X7-Rezeptoren. Diese Experimente liefern Beweise für das Vorhandensein und die Funktion von P2X7-Rezeptoren an in situ-Astroglia des PFC sowie zur Regulation des Schmerzempfindens in der Substantia gelatinosa des Rückenmarks in den entsprechenden Gehirn- oder Rückenmarkschnittpräparaten. Von den humanen NPC sind wir auf adulte NPC von Mäusen umgestiegen und untersuchen z.Z. dort die Bedeutung der P2X7-Rezeptoren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Blockade of glutamate transporters leads to potentiation of NMDA receptor current in layer V pyramidal neurons of the rat prefrontal cortex via group II metabotropic glutamate receptor activation. Neuropharmacology, 55: 447-453, 2008
Oliveira, J.F., Krügel, U., Köles, L., Illes, P., and Wirkner, K.
- Interactions of P2 receptors with cellular macromolecules. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 377: 1-33, 2008
Köles, L., Gerevich, Z., Oliveira J., Zadori, Z., Wirkner, K. and Illes, P.
- Up-regulation of P2X7 receptor-immunoreactivity by in vitro ischemia on the plasma membrane of cultured rat cerebrocortical neurons. Neurosci. Letts., 446: 45-50, 2008
Milius, D., Sperlagh, B., and Illes, P.
- Increase of intracellular Ca2+ by adenine and uracil nucleotides in human midbrain-derived neuronal precursor cells. Cell Calcium, 45: 485-498, 2009
Rubini, P., Milosevic, J., Engelhardt, J., Al-Khrasani M., Franke, H., Heinrich, A., Sperlagh, B., Schwarz, S.C., Schwarz, J., Nörenberg, W., and Illes, P.
- Increase of intracellular Ca2+ by P2X and P2Y receptor-subtypes in cultured cortical astroglia of the rat. Neuroscience, 160: 767-783, 2009
Fischer, W., Appelt, K., Grohmann, M., Franke, H., Nörenberg, W., and Illes, P.
- Increase of intracellular Ca2+ by P2Y but not P2X receptors in cultured cortical multipolar neurons of the rat. J. Comp. Neurol., 516: 343-359, 2009
Fischer, W., Nörenberg, W., Franke, H., Schaefer, M., and Illes, P.
- Electrophysiological classification of P2X7 receptors in cultured rat neocortical astroglia. Br. J. Pharmacol., 160: 1941-1952, 2010
Nörenberg, W., Schunk, J., Fischer, W., Sobottka, W., Riedel, T., Oliveira, J.F., Franke, H., and Illes. P.
- P2Y1 receptors inhibit long-term depression in the prefrontal cortex. Neuropharmacology, 59: 406-415, 2010
Guzman, S.J., Schmidt, H., Franke, H., Krügel, U., Eilers, J., Illes, P., and Gerevich, Z.
