Dokument: Darstellung der Verteilungscharakteristik des HCN4-Kanalproteins im zentralen Nervensystem der Ratte

Titel:	Darstellung der Verteilungscharakteristik des HCN4-Kanalproteins im zentralen Nervensystem der Ratte
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=8219
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080703-110225-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Räder, Cristian [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 21,19 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.06.2008 / geändert 25.06.2008
Beitragende:	Prof. Dr. Zilles, Karl [Gutachter] Prof. Dr. Gottmann, Kurt [Gutachter]
Stichwörter:	HCN4, Hyperpolarisations-aktivierter und zyklisch Nukleotid-gesteuerter Kationenkanal, Ih, Schrittmachenkanal, Immunhistochemie
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Seit der Entdeckung des Ih-Stromes in den späten 70ern und der Identifizierung und Klonierung vier verschiedener HCN-Gene fast 20 Jahre später hat das Interesse an der Erforschung dieser Ionenkanäle drastisch zugenommen. Die HCN-Kanäle spielen eine wichtige Rolle bei der Generierung von rhythmisch elektrischer Aktivität, sowohl im Herzen als auch in bestimmten Regionen des zentralen Nervensystems. In anderen Gehirnregionen, die keine rhythmische Aktivität besitzen, weisen diese Kanäle eine Beteiligung an einer Vielfalt anderer wichtiger Funktionen auf, wie z.B. der Regulierung des Ruhemembran-potentials, der Synchronisation neuronaler Aktivitäten oder der Kontrolle der synaptischen Transmission. Die HCN1-4 Kanäle werden im Gehirn und im Herzen in unterschiedlichem Maße exprimiert und zeigen ein jeweils spezifisches Verteilungsmuster auf. Um das Verteilungsmuster des HCN4-Kanalproteins im zentralen Nervensystem wiedergeben zu können, musste ein spezifischer Antikörper hergestellt und ein für diesen geeignetes immunhistochemisches Versuchsprotokoll entwickelt werden. Vier monoklonale und vier polyklonale Antiköper gegen den C-Terminus des HCN4-Kanalproteins wurden bereitgestellt. Die Epitop-Charakterisierung zeigte für jeden der getesteten Antiköper die jeweils spezifische Epitop-Region auf. Anschließend wurde eine Homologiesuche für die Aminosäure-Sequenz der jeweiligen Epitope durchgeführt. Diese zeigten, dass das jeweils untersuchte Epitop mit Aminosäure-Sequenzen anderer Proteine keine Übereinstimmung besitzt oder dass Proteine mit ähnlichen Aminosäure-Sequenzen nicht im Gehirn von Nagetieren vorkommen. Die immunhistochemischen Reaktionen der verschiedenen Antikörper wurden untereinander verglichen, sowohl in Ratten, als auch in Mäusen, Hamstern und Meerschweinchen. Das Verteilungsmuster der verschiedenen Antikörper war gleich, aber die besten immunhistochemischen Ergebnisse lieferte der SHG-1E5 Antikörper. Ein in der Zwischenzeit käuflich erwerblicher Antikörper der Firma Alomone (APC-052) wurde zur Überprüfung der Spezifität des SHG-1E5 Antikörper hinzugezogen. Insgesamt haben die Versuche aus dem ersten Teil dieser Arbeit - die Antikörper-Charakterisierung - die Spezifität des monoklonalen SHG-1E5 Antikörpers gegen das HCN4-Kanalprotein aufgezeigt. Dadurch konnte die spezifische Verteilungscharakteristik des HCN4-Kanalproteins im Gehirn und Rückenmark von Ratten untersucht werden. HCN4 kommt in einer Vielzahl von Gehirnregionen vor und weist dort unterschiedliche Intensitäten auf. In Bereichen des Thalamus, Epithalamus, Hypothalamus, Cerebellum, Medulla spinalis und in allen somatomotorischen Kernen besitzen die HCN4-Kanalproteine ein ausgeprägtes bis sehr ausgeprägtes Vorkommen. Des Weiteren sind HCN4-Kanalproteine in allen Kerngebieten des akustischen Systems in unterschiedlicher Intensität zu finden. HCN4 immunopositive Reaktionen sind vor allem im Soma und in proximalen Dendriten zu finden. In einigen Regionen, wie z.B. Ncl. praeopticus medialis, Ncl. paraventricularis, Ncl. n. oculomotorius, Ncl. n. abducentis, Ncl. n. facialis, Ncl. ambiguus oder Ncl. praepositus hypoglossi, sind an den Perikaryen der HCN4 positiven Neuronen immunopositive punktähnliche Verdichtungen deutlich sichtbar. Je nach Lokalisation dieser (Plasmamembran oder Cytoplasma) könnte es sich um gruppierte Rezeptorkomplexe oder um Transportvesikel handeln. Hyperpolarization-activated, cyclic nucleotide-gated cation channels (HCN) represent a family of ion channels (HCN1-4) that are activated by hyperpolarization. HCN4 displays the slowest activation kinetics and strongest sensitivity to cAMP of the four homomeric HCN-channels. These channels contribute significantly to the resting potential, the limitation of excessive hyperpolarization, the shaping of firing patterns, and the generation of rhythmic oscillations of the membrane potential, promoting synchronization of neuronal networks. Given to their importance and widespread expression in brain and heart, there is direct evidence that HCN-channels are implicated in inherited or acquired disease. In general, we have found a widespread distribution of HCN4-immunoreactive neurons with characteristic localization pattern in the rat brain and spinal cord. Strong intensive appearance of HCN4-immunoreactive neurons was found in regions of hypothalamus, mesenchephalon, medulla oblongata, pons, cerebellum and medulla spinalis. For the brainstem we observed a strong intensive immunoreactivity for the HCN4 channel throughout the motor system. In addition our data present for the subcellular distribution a predominant staining of HCN4 immunopositive reaction of the soma and proximal dendrites. Furthermore in some regions the perikaryon and proximal dendrites region exhibits punctuated immunoreactivity. Regarding the distribution of HCN4 channels in the rat brain our data is in accordance with available electrophysiological, immunohistochemistry and in situ hybridization histochemistry data of other groups. These data will allow performing colocalization studies of HCN4 with the other family members and neuronal markers to improve our understanding of the function of these channels.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » C. u. O. Vogt-Institut für Hirnforschung
Dokument erstellt am:	25.06.2008
Dateien geändert am:	25.06.2008
Promotionsantrag am:	27.09.2007
Datum der Promotion:	27.05.2008