@phdthesis{Fuhl2024,
  author    = {Fuhl, Isabell},
  title     = {Untersuchung der synaptischen Lokalisation des heteromeren Glycin-Rezeptors in einem neuen Mausmodell der \(Startle\) Erkrankung - mit Fokus auf die GlyR-β-Untereinheit -},
  doi       = {10.25972/OPUS-34832},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348328},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Der Glycin-Rezeptor ist Teil der inhibitorischen liganden-gesteuerten Ionenkan{\"a}le im ZNS und wird am st{\"a}rksten im adulten R{\"u}ckenmark sowie im Hirnstamm exprimiert. In der Nerv-Muskel-Synapse sind GlyR f{\"u}r die rekurrente Hemmung der Motoneuronen wichtig und steuern das Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung der Muskelzellen. F{\"u}r die glycinerge Neurotransmission sind neben den pr{\"a}synaptischen GlyR 𝛼1 insbesondere postsynaptische GlyR 𝛼1/𝛽 verantwortlich. Durch Mutationen des GlyR entsteht das Erkrankungsbild der Hyperekplexie mit {\"u}bersteigerter Schreckhaftigkeit, Muskelsteifheit und Apnoe. Haupturs{\"a}chlich daf{\"u}r sind Mutationen im GLRA1-Gen. Die shaky Maus stellt ein gutes Modell zur Erforschung dieser seltenen Erkrankung dar. Die shaky Missense-Mutation Q177K in der extrazellul{\"a}ren 𝛽8-𝛽9 Schleife der Glycin- Rezeptor-𝛼1-Untereinheit zeigte strukturell ein gest{\"o}rtes Wasserstoffbr{\"u}ckennetzwerk. Funktionell konnten eingeschr{\"a}nkt leitf{\"a}hige Ionenkan{\"a}le identifiziert werden. Der letale Ph{\"a}notyp {\"a}ußert sich beim homozygoten shaky Tier durch Schrecksymptome mit einem einhergehenden zunehmenden Gewichtsverlust. Die Quantifizierung der Oberfl{\"a}chenexpression deutete auf einen Verlust synaptischer GlyR 𝛼1/𝛽 hin. Aussagen bez{\"u}glich der GlyR-𝛽-Untereinheit, die Teil des synaptischen GlyR Komplexes ist, waren aufgrund fehlender stabiler Antik{\"o}rper bisher nicht m{\"o}glich. Das neuartige KI- Mausmodell Glrb eos exprimiert endogen fluoreszierende 𝛽 -Untereinheiten und erm{\"o}glicht damit erstmalig eine Betrachtung der GlyR- 𝛽-Expression in Tiermodellen der Startle Erkrankung. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen der shaky Mutation auf die Interaktion mit der 𝛽 -Untereinheit und Gephyrin zu erforschen. Daf{\"u}r wurden Markerproteine der glycinergen Synapse in R{\"u}ckenmarksneuronen der Kreuzung Glrb eos x Glra1 sh gef{\"a}rbt und quantifiziert. Die durchgef{\"u}hrte Gewichtsbestimmung der Nachkommen im zeitlichen Verlauf zeigte keinen Einfluss der eingef{\"u}gten mEos4b-Sequenz auf das K{\"o}rpergewicht der Tiere und schließt damit funktionelle Einschr{\"a}nkungen bedingt durch die mEos4b-Sequenz aus. Zur Verst{\"a}rkung des 𝛽 eos-Signals wurde ein Antik{\"o}rper verwendet. Die Quantifizierung der GlyR- 𝛽- Untereinheit an R{\"u}ckenmarksneuronen zeigte f{\"u}r homozygote shaky Tiere im Vergleich zum Wildtyp signifikant reduzierte 𝛽eos Oberfl{\"a}chenexpressionen in Gephyrin Clustern sowie signifikant erniedrigte Kolokalisationen von Gephyrin/𝛼1, 𝛽eos/𝛼1 und 𝛽eos/Gephyrin. Die mutierte GlyR-𝛼1- Untereinheit wurde hingegen vermehrt an der Oberfl{\"a}che in shaky Tieren exprimiert. Die Ergebnisse der R{\"u}ckenmarksschnitte unterst{\"u}tzen diese Befunde aus den Prim{\"a}rneuronen. Die Untersuchung der Pr{\"a}synapse erbrachte f{\"u}r Glrb eos/eos x Glra1 sh/sh eine signifikant verminderte Synapsin und Synapsin/𝛼1 Expression. Die Ergebnisse dieser Arbeit erweitern die Daten fr{\"u}herer Arbeiten zur shaky Maus und zeigen einen starken Verlust synaptischer GlyR 𝛼 1/ 𝛽 an der Oberfl{\"a}che von Motoneuronen. Ein m{\"o}glicher kompensatorischer Versuch durch erh{\"o}hte 𝛼1 Expression bleibt infolge der Funktionsbeeintr{\"a}chtigung dieser mutierten GlyR- 𝛼 1 Rezeptoren erfolglos mit letalem Ausgang. In vorherigen Arbeiten wurde vermutet, dass die Mutation in der extrazellul{\"a}ren Bindungsstelle in der Lage ist, Konformations{\"a}nderungen in die TM3-TM4-Schleifenstruktur zu {\"u}bertragen und dadurch die Gephyrin Bindung und synaptische Verankerung zu st{\"o}ren. Die Daten dieser Arbeit st{\"u}tzen diese Annahme und weisen dar{\"u}ber hinaus auf eine gest{\"o}rte Rezeptorkomplexbindung hin. Die vorliegende Arbeit tr{\"a}gt somit zum besseren Verst{\"a}ndnis der Startle Erkrankung auf synaptischer Ebene bei.},
  subject      = {Glycinrezeptor},
  language  = {de}
}