@phdthesis{Andreska2021,
  author    = {Andreska, Thomas},
  title     = {Effects of dopamine on BDNF / TrkB mediated signaling and plasticity on cortico-striatal synapses},
  doi       = {10.25972/OPUS-17431},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-174317},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Progressive loss of voluntary movement control is the central symptom of Parkinson's disease (PD). Even today, we are not yet able to cure PD. This is mainly due to a lack of understanding the mechanisms of movement control, network activity and plasticity in motor circuits, in particular between the cerebral cortex and the striatum. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has emerged as one of the most important factors for the development and survival of neurons, as well as for synaptic plasticity. It is thus an important target for the development of new therapeutic strategies against neurodegenerative diseases. Together with its receptor, the Tropomyosin receptor kinase B (TrkB), it is critically involved in development and function of the striatum. Nevertheless, little is known about the localization of BDNF within presynaptic terminals in the striatum, as well as the types of neurons that produce BDNF in the cerebral cortex. Furthermore, the influence of midbrain derived dopamine on the control of BDNF / TrkB interaction in striatal medium spiny neurons (MSNs) remains elusive so far. Dopamine, however, appears to play an important role, as its absence leads to drastic changes in striatal synaptic plasticity. This suggests that dopamine could regulate synaptic activity in the striatum via modulation of BDNF / TrkB function. To answer these questions, we have developed a sensitive and reliable protocol for the immunohistochemical detection of endogenous BDNF. We find that the majority of striatal BDNF is provided by glutamatergic, cortex derived afferents and not dopaminergic inputs from the midbrain. In fact, we found BDNF in cell bodies of neurons in layers II-III and V of the primary and secondary motor cortex as well as layer V of the somatosensory cortex. These are the brain areas that send dense projections to the dorsolateral striatum for control of voluntary movement. Furthermore, we could show that these projection neurons significantly downregulate the expression of BDNF during the juvenile development of mice between 3 and 12 weeks. In parallel, we found a modulatory effect of dopamine on the translocation of TrkB to the cell surface in postsynaptic striatal Medium Spiny Neurons (MSNs). In MSNs of the direct pathway (dMSNs), which express dopamine receptor 1 (DRD1), we observed the formation of TrkB aggregates in the 6-hydroxydopamine (6-OHDA) model of PD. This suggests that DRD1 activity controls TrkB surface expression in these neurons. In contrast, we found that DRD2 activation has opposite effects in MSNs of the indirect pathway (iMSNs). Activation of DRD2 promotes a rapid decrease in TrkB surface expression which was reversible and depended on cAMP. In parallel, stimulation of DRD2 led to induction of phospho-TrkB (pTrkB). This effect was significantly slower than the effect on TrkB surface expression and indicates that TrkB is transactivated by DRD2. Together, our data provide evidence that dopamine triggers dual modes of plasticity on striatal MSNs by acting on TrkB surface expression in DRD1 and DRD2 expressing MSNs. This surface expression of the receptor is crucial for the binding of BDNF, which is released from corticostriatal afferents. This leads to the induction of TrkB-mediated downstream signal transduction cascades and long-term potentiation (LTP). Therefore, the dopamine-mediated translocation of TrkB could be a mediator that modulates the balance between dopaminergic and glutamatergic signaling to allow synaptic plasticity in a spatiotemporal manner. This information and the fact that TrkB is segregated to persistent aggregates in PD could help to improve our understanding of voluntary movement control and to develop new therapeutic strategies beyond those focusing on dopaminergic supply.},
  subject      = {Brain-derived neurotrophic factor},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Johannes2006,
  author    = {Johannes, Silvia},
  title     = {NADPH-Diaphorase-positive putaminale Interneurone : Morphologie und Stereologie bei Gesunden und Schizophrenen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26158},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die NADPHd-F{\"a}rbung stellt bekanntermaßen Neurone dar, die die neuronale NOS exprimieren. Die Anf{\"a}rbung der Neurone ist in ihrer Qualit{\"a}t dabei mit Golgi-basierten Versilberungstechniken vergleichbar. Aufgrund dieser Eigenschaften erm{\"o}glicht diese Methode morphologische und funktionelle Untersuchungen. Somit ist sie geradezu zur Bearbeitung neuropathologischer Fragestellungen pr{\"a}destiniert. Im Putamen werden durch diese Technik vorwiegend Interneurone angef{\"a}rbt. Anhand morphologischer Kriterien wurden die nitrinergen Neurone klassifiziert. Im menschlichen Putamen konnten dabei 12 Neuronentypen (NADPHd I bis XII) unterschieden werden, die nur zum Teil in bereits bestehende Klassifikationssysteme eingeordnet werden konnten. Ausgehend von dieser Klassifikation ist es m{\"o}glich, in vergleichenden Studien Ver{\"a}nderungen NADPHd-positiver Neurone im Rahmen neurodegenerativer Erkrankungen festzustellen. Im Falle der vorliegenden Arbeit wurde dabei das Putamen schizophrener Patienten untersucht. Aufgrund der geringen Anzahl von drei untersuchten schizophrenen Gehirnen ließen sich nur vorl{\"a}ufige Aussagen in Bezug auf Unterschiede NADPHd-positiver Neurone im Putamen Gesunder und Schizophrener treffen. Solche Unterschiede wurden in der Morphologie dieser Neurone gefunden, aber auch in deren Dichte: Im Putamen Schizophrener lag die Dichte NADPHd-positiver Neurone signifikant unter der bei der gesunden Kontrollgruppe ermittelten Dichte. Neben diesem numerischen Unterschied konnten auch morphologisch auff{\"a}llige Neurone gefunden werden, die in der gesunden Kontrollgruppe nicht vorhanden waren. Sowohl im Claustrum als auch in der das Claustrum umgebenden weißen Substanz der Capsulae externa et extrema konnten NADPHd-positive Neurone nachgewiesen werden. Die NADPHd-positiven Neurone des Claustrums ließen sich zum Teil nach bereits bestehenden Einteilungen klassifizieren. In den {\"a}ußeren Kapseln lagen sie zumeist parallel zur Richtung der Fasermassen angeordnet und z{\"a}hlten zu den interstitiellen Zellen der weißen Substanz.},
  subject      = {Corpus striatum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hillerer2001,
  author    = {Hillerer, Claudia},
  title     = {MR-Protonen-Spektroskopie des Linsenkerns bei idiopathischen Handdystonien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182401},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die Pathogenese der idiopathischen Handdystonie ist bis heute nicht abschließend gekl{\"a}rt. Verschiedene Befunde sprechen f{\"u}r eine L{\"a}sion der Basalganglien, insbesondere des Linsenkerns. Insbesondere bildgebende Verfahren wie MRT, Sonographie, PET oder SPECT, und Untersuchungen bei sekund{\"a}ren Dystonieformen weisen in diese Richtung. Trotz vielfacher Anstrengungen, den zugrunde liegenden Pathomechanismus aufzudecken, ist es bis heute noch nicht gelungen, ein einheitliches anatomisches oder biochemisches Korrelat f{\"u}r die St{\"o}rung verantwortlich zu machen: So bieten einige pathoanatomische Studien Hinweise auf Zellverlust und Gliose im Striatum, andere zeigten Ver{\"a}nderungen in der Konzentration verschiedener Neurotransmitter. J{\"u}ngere Untersuchungen lassen einen gest{\"o}rten Komplex I der mitochondrialen Atmungskette vermuten. Da die {\"A}tiologie der Dystonien bisher letztlich nicht gekl{\"a}rt ist, bietet die Protonenspektroskopie die M{\"o}glichkeit, Stoffwechselver{\"a}nderungen sowie {\"A}nderungen der Gewebszusammensetzung und der Konzentrationen darin enthaltener Stoffe zu untersuchen und so Hypothesen zur Genese der idiopathischen Dystonie herauszuarbeiten. Wir untersuchten 14 Patienten mit idiopathischem Schreibkrampf und 11 gesunde, altersentsprechende Probanden, die nachweislich an keiner zentral-neurologischen Erkrankung litten. Zur Messung wurde eine Standard-Kopfspule ( 1,5 T Ganzk{\"o}rper MR-Tomograph, Siemens Magnetom Vision, Erlangen) verwendet. Die Spektrenerhebung erfolgte mit Hilfe einer PRESS-Sequenz (TR= 1365 ms, TE= 135 ms), das Voxel war auf das Gebiet des Linsenkerns zentriert. Die anhand der Spektren ermittelten Metabolitenverh{\"a}ltnisse von NAA:Cho, NAA:Crea, Cho:Crea und Lac:Crea ergaben keine statistisch signifikante Seitendifferenz innerhalb der Patientengruppe, auch ein Vergleich zwischen Patienten- und Kontrollgruppe blieb ohne statistische Differenz (p>0,05). Somit konnten durch die Protonenspektroskopie keine Ver{\"a}nderungen der Metabolitenkonzentrationen bei der idiopathischen Handdystonie festgestellt werden. Es ergibt sich damit kein Hinweis darauf, daß idiopathischen Dystonien ein meßbarer Verlust von Neuronen, eine damit einhergehende sekund{\"a}re Gliose oder eine meßbare St{\"o}rung des Energiehaushalts, sei es durch erh{\"o}hte Umsatzraten oder eine fehlerhafte oxidative Phosphorylierung, zugrunde liegt. Eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung dieser unauff{\"a}lligen Befunde bei Dystoniepatienten k{\"o}nnte die Annahme einer St{\"o}rung des Stoffwechsels in nur wenigen Neuronen bieten, was sich der Sensitivit{\"a}t der Methode entziehen kann. Denkbar sind auch Konzentrations{\"a}nderungen von Neurotransmittern, Einlagerungen von Schwermetallen (z.B.Kupfer), Ver{\"a}nderungen der oxidativen Phosphorylierung oder {\"A}nderungen der Rezeptordichte. Generalisierte Dystonien m{\"u}ßten eine eventuell vorhandene Pathologie am deutlichsten aufweisen und w{\"a}ren deshalb ebenfalls ein interessantes Krankheitsbild. Die spektroskopische Untersuchung gestaltet sich aber wegen des bei dieser Form zu erwartenden erh{\"o}hten Auftretens von Bewegungsartefakten schwierig. Auch das Verwenden ver{\"a}nderter Meßparameter (TE, TR) oder einer h{\"o}heren Tesla-Zahl bei einem gr{\"o}ßeren Patientenkollektiv w{\"a}re zur weiteren Abkl{\"a}rung anzustreben. Insbesondere sollten Schreibkrampf-Patienten mit Hilfe der funktionellen MR-Spektroskopie w{\"a}hrend des Auftretens dystoner Verkrampfungen oder auch w{\"a}hrend der Durchf{\"u}hrung willk{\"u}rlicher Fingerbewegungen untersucht werden. Bisher latente Ver{\"a}nderungen k{\"o}nnten sich dann, unter der so erzeugten motorischen Aktivierung, manifestieren.},
  language  = {de}
}