Involvement of ion channels and mechanisms of signal transduction in reactive gliosis

• Applicant: Professor Dr. Andreas Reichenbach
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 1999 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5162758

Müllersche Gliazellen der Netzhaut des menschlichen Auges verändern die Ionenkanalausstattung ihrer Zellmembran bei reaktiver Gliose: während die einwärtsrektifizierenden Kaliumkanäle in ihrer Expression herunterreguliert werden (was eine Depolarisation der Zellmembran zur Folge hat), erhöht sich die Expression und die Aktivität von Ionenkanälen, die bei Depolarisation der Zellmembran öffnen. So werden z.B. in gliotischen Müllerzellen größere Sträme durch Natrium-Kanäle beobachtet, während die Calcium-aktivierten Kalium-Kanäle mit großer Leitfähigkeit (die sog. BK-Kanäle) eine größere Aktivität zeigen. Bis heute ist nicht bekannt, welche Bedeutung der Umbau der Ionenkanalausstattung für die Gliazelle besitzt. Darüberhinaus sind die intrazellulären Signalwege, die zur Auslösung einer reaktiven Gliose führen, bis heute wenig erforscht. Während die Depolarisation der Zellmembran und die Erhöhung der Natrium-Leitfähigkeit die DNA-Synthese stimulieren könnten, nehmen wir an, daß die BK-Kanäle die Zellteilungsrate von Gliazellen erhöhen, indem ihre (rhytmische) Aktivität den Calciumeinstrom in die Gliazelle forciert und die Öffnungswahrscheinlichkeit der Natrium-Kanäle erhöht. Die Versuche sollen klären helfen, inwiefern BK-Kanäle an der Regulation der glialen Calcium-Konzentration beteiligt sind, inwiefern sie die Zellteilungsrate von Gliazellen mitbestimmen und inwiefern die intrazellulären Signalkaskaden, die zu einer Zellteilung der Gliazellen führen, die Expression der einwärtsrektifizierenden Kaliumkanäle hemmt und eine verstärkte Aktivität von BK-Kanälen induziert.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Andreas Bringmann