Der metabotrope Glutamatrezeptor vom Subtyp 1 (mGluR1) wird in zerebellären Purkinjezellen hoch exprimiert und ist entscheidend für die Funktion des Kleinhirns. Aktivierung von mGluR1 an Parallelfasersynapsen der Purkinjezellen führt zum Ablauf von zwei G-Protein abhängigen Prozessen: (1) der Produktion von Inositol-trisphosphat (InsP3), was wiederum zur Freisetzung von Kalzium Ionen aus intrazellulären Kalzium Speichern führt und (2) zur Aktivierung eines langsamen exzitatorischen postsynaptischem Stromes (sEPSC).
Die mGluR1-vermittelte synaptische Übertragung an Parallelfasersynapsen der Purkinjezellen wurde mit einer Kombination von Ganzzellableitung und Kalzium-Bildgebung in akuten Kleinhirnschnitten von Mäusen, denen verschiedene Untereinheiten der canonical transient receptor potential (TRPC) Kanäle fehlen, untersucht.
Der durch den mGluR-spezifischen Agonisten DHPG ausgelöste Einwärtsstrom ist in TRPC1-defizienten Mäusen vollständig erhalten, während er bei Abwesenheit von TRPC3 fehlt. Somit zeigt sich im Gegensatz zu früheren Befunden, dass TRPC3 und nicht TRPC1 die synaptische Transmission durch mGluR1 an der Parallelfasersynapse von Purkinjezellen vermittelt. TRPC2 bildet einen Kalzium-permeablen Kationenkanal in Dendriten der Purkinjezellen. Die Kalziumfreisetzung aus intrazellulären Speichern ist durch das Fehlen von TRPC3 nicht beeinträchtigt. Der synaptisch aktivierte TRPC3-abhängige Kalzium-Einstrom in Dendriten und Spines der Purkinjezellen wurde mittels der Zwei-Photonen-Kalziumbildgebung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die mGluR1-abhängigen Kalzium-Transienten aus zwei Signaltypen zusammengesetzt sind: einer großen Ins3P-Rezeptor-abhängigen Kalzium-Freisetzung aus intrazellulären Speichern und einem zehnfach kleineren Kalzium-Einstrom. Die Kalzium-Freisetzungskomponente ist in Spines stark ausgeprägt und hat eine schnelle Anstiegszeit, während das Kalzium-Einstrom-Signal durch langsame Aktivierung gekennzeichnet ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit etablieren TRPC3 als neuartigen postsynaptischen Kanal, der in Spines von Purkinjezellen lokalisiert ist und dort direkt zur synaptisch aktivierten Kalzium-Signalgebung beiträgt.
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Der metabotrope Glutamatrezeptor vom Subtyp 1 (mGluR1) wird in zerebellären Purkinjezellen hoch exprimiert und ist entscheidend für die Funktion des Kleinhirns. Aktivierung von mGluR1 an Parallelfasersynapsen der Purkinjezellen führt zum Ablauf von zwei G-Protein abhängigen Prozessen: (1) der Produktion von Inositol-trisphosphat (InsP3), was wiederum zur Freisetzung von Kalzium Ionen aus intrazellulären Kalzium Speichern führt und (2) zur Aktivierung eines langsamen exzitatorischen postsynaptisc...
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