Thermosensorische Neurone im Grüneberg-Ganglion: Molekulare Mechanismen und funktionelle Implikationen

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Das Grüneberg-Ganglion in der anterioren Nasenregion wurde bisher als ein chemosensorisches Subsystem angesehen. Jüngste Studien haben aber gezeigt, dass Neurone im Grüneberg-Ganglion durch Kältereize aktiviert werden, also thermosensorische Eigenschaften aufweisen. Ein Ziel des geplanten Forschungsvorhabens besteht darin, die zugrunde liegenden Mechanismen sowie die funktionellen Implikationen der kälte-induzierten Reaktionen des Grüneberg- Ganglions einem Verständnis näher zu bringen. Da die thermoreaktiven Neurone offenbar nicht über temperatur-sensitive TRP-Kanäle verfügen, jedoch einen speziellen Subtyp der membrangebundenen Guanylylzyklase (GC-G) aufweisen, soll die These geprüft werden, ob diese Guanylylzyklase und die nachgeschaltete cGMPKaskade die thermosensorischen Reaktionen in Neuronen des Grüneberg-Ganglions vermitteln, ähnlich den für thermosensorische Neurone bei Caenorhabditis elegans beschriebenen Mechanismen. Hierfür sind funktionelle Experimente unter Einsatz von spezifischen pharmakologischen Inhibitoren und insbesondere unter Verwendung von Knockout-Tieren für die Guanylylzyklase GC-G und cGMPgesteuerte Ionenkanäle vorgesehen. Diese Untersuchungen könnten dazu beitragen, einen bisher nicht bekannten, TRP-Kanal-unabhängigen Mechanismus der Thermosensorik bei Vertebraten aufzuzeigen. Im Hinblick auf ein Verständnis der funktionellen Implikationen der kälte-induzierten Reaktionen ist vorgesehen, die Projektionsbahnen des Grüneberg-Ganglions und deren „Zielareale“ in höheren Hirnarealen zu identifizieren. Dabei sollen die axonalen Bahnen durch die zellspezifische Expression transsynaptischer Marker visualisiert werden. Mit Hilfe von transgenen Tieren ohne Grüneberg-Ganglion soll der Einfluss thermosensorischer Signale aus dem Grüneberg-Ganglion auf spezielle, temperatur-beeinflusste Verhaltensmuster („Huddling-Verhalten“ und „Vocalization“) untersucht werden.