Hilfsuntereinheiten kontrollieren Funktion und subzelluläre Verteilung von AMPA-Rezeptoren in NG2-Gliazellen des sich entwickelnden Hippokampus

Abstract

NG2-Gliazellen verfügen über funktionelle Glutamat-Rezeptoren vom AMPA-Subtyp und werden als einzige nicht-neuronale Zellen im Gehirn direkt von Nervenzellen synaptisch innerviert. Der Hippokampus gilt als Schlüsselregion für Lernen und Gedächtnisbildung. Die Funktion der neuroglialen Synapse in dieser Hirnregion ist jedoch noch weitgehend unerforscht. Hippokampale NG2-Gliazellen exprimieren heteromere AMPA-Rezeptoren der Untereinheitenzusammensetzung GluA1-4 und weisen im frühen postnatalen Alter eine signifikante Ca²⁺-Permeabilität auf, die die Plastizität der neuroglialen Synapsen ermöglicht. Die funktionelle Vielfalt von AMPA-Rezeptoren wir durch Interaktion mit transmembranösen Regulationsproteine des AMPA-Rezeptors (TARP) und anderen regulatorischen Proteinen noch erheblich erweitert. <br /> Ziel der Arbeit war herauszufinden, welche regulatorischen Proteine der AMPA-Rezeptoren in hippokampalen NG2-Gliazellen exprimiert werden, ob sich diese Expression während der postnatalen Entwicklung verändert und ob eine Korrelation zwischen der Expression Ca²⁺-permeabler AMPA-Rezeptoren und bestimmten TARP-Untereinheiten besteht. <br /> Es konnte gezeigt werden, dass hippokampale NG2-Gliazellen TARP γ4, γ7 und γ8 sowie das Cornichon Homolog CNIH-2 exprimieren. Die Expression der Hilfsproteine wird insgesamt im Lauf der postnatalen Entwicklung herabreguliert. Das ist insbesondere für TARP γ8 und CNIH-2 der Fall. Hippokampale NG2-Gliazellen weisen ein Mosaik von Ca²⁺-permeablen und Ca²⁺-impermeablen AMPA-Rezeptoren auf, die jeweils sowohl am Soma als auch in den Fortsätzen lokalisiert sind. Die Sensitivität gegenüber spezifischen Inhibitoren Ca²⁺-permeabler AMPA-Rezeptoren nimmt entwicklungsabhängig zu, wobei dies insbesondere Rezeptoren am Soma betrifft. Ca²⁺-permeable AMPA-Rezeptoren enthalten GluA3- und GluA4-Untereinheiten und sind möglicherweise mit TARP γ7 und CNIH-2 assoziiert. Ca²⁺-impermeable AMPA-Rezeptoren enthalten hingegen GluA2 und scheinen sowohl mit TARP γ4 und γ8 als auch mit CNIH-2 Rezeptorkomplexe zu bilden.