Chlorid-basierte Signalverstärkung in Capsaicin-sensitiven Schmerzzellen

Polymodale Schmerzzellen exprimieren Transduktionskanäle, die durch gewebe-schädigende Reize aktiviert werden und einen depolarisierenden Ca2+-Fluß in die Zelle leiten. Einige Schmerzzellen exprimieren Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle, die durch den Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration geöffnet werden und einen auswärtsgerichteten Cl--Fluß leiten. Dieser Cl--Efflux depolarisiert die Zellen zusätzlich und bewirkt eine Ver-stärkung der sensorischen Signale. Der „Gain“ dieses Cl--basierten Verstärkungs-mechanismus wird durch die intrazelluläre Cl--Konzentration ([Cl-]i) bestimmt. Es ist be-kannt, dass Cl--Akkumulation in Schmerzzellen durch den Na+/K+/2Cl--Transporter NKCC1 vermittelt wird. Zur [Cl-]i von Schmerzzellen gibt es dagegen keine zuverlässigen Informationen. Darüber hinaus ist nicht bekannt, ob und welche Schmerzzellen den Cl--basierten Verstärkungsmechanismus nutzen. In dieser Arbeit wurde durch Zwei-Photonen Fluoreszenz-Lebenszeit-Imaging-Mikroskopie (2P-FLIM) mit Schmerzzellen in Gewebepräparationen von Mäusen gezeigt, dass die [Cl-]i während der postnatalen Entwicklung verändert wird. In Schmerzzellen neu-geborener Tiere ist die [Cl-]i homogen und hoch, wogegen sie in adulten Tiere über einen großen Konzentrationsbereich streut. Diese Ergebnisse konnten in vitro, an kultivierten Schmerzzellen einer adulten Ratte, mit 2P-FLIM bestätigt werden. Durch funktionelles in vitro-Cl--Imaging mit Schmerzzellen adulter Mäuse, und in Patch-Clamp-Experimenten mit kultivierten Schmerzzellen adulter Ratten wurden Hin-weise erarbeitet, dass TRPV1-exprimierende, Capsaicin-sensitive Schmerzzellen den Cl--basierten Mechanismus zur Verstärkung sensorischer Signale verwenden. In Ganzzell-Ab-leitungen wurden Capsaicin-induzierte, exzitatorische Cl--Ströme mit stark variierenden Amplituden gemessen, die die variierenden [Cl-]i von Schmerzzellen adulter Tiere widerspiegeln. Für kinetische Untersuchungen von TRPV1-Kanälen haben wir Na-CDMNB-caged Capsaicin entwickelt. Seine Verwendbarkeit wurde in dieser Arbeit nachgewiesen. Es wurde eine Adenovirus-basierte Methode etabliert, um kultivierte Schmerzzellen mit dem Anionen-sensitiven YFPI152L auszustatten. Zudem wurde eine Zellerkennungs-Software entwickelt, die automatisiertes in vitro-Cl--Imaging ermöglicht. Es kann nun nach spezifischen Agonisten oder Antagonisten für Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle gesucht werden und es ist möglich, weitere sensorische Modalitäten zu identifizieren, die den Verstärkungssmechanismus nutzen.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2006

Author dc:creator

• Gilbert, Daniel

Contributors dc:contributor

• Frings, Stephan

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/6711

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:6711