@phdthesis{Wetzel2013,
  author    = {Wetzel, Andrea},
  title     = {The role of TrkB and NaV1.9 in activity-dependent axon growth in motoneurons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-92877},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {W{\"a}hrend der Entwicklung des Nervensystems lassen sich bei Motoneuronen aktivit{\"a}tsabh{\"a}ngige Kalziumstr{\"o}me eobachten, die das Axonwachstum regulieren. Diese Form der neuronalen Spontanaktivit{\"a}t sowie das Auswachsen von Axonen sind bei Motoneuronen, die aus Tiermodellen der Spinalen Muskelatrophie isoliert werden, gest{\"o}rt. Experimente aus unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass spontane Erregbarkeit und aktivit{\"a}tsabh{\"a}ngiges Axonwachstum von kultivierten Motoneuronen auch unter Verwendung von Toxinen beeintr{\"a}chtigt sind, welche die Aktivit{\"a}t von spannungsabh{\"a}ngigen Natriumkan{\"a}len blockieren. In diesen Versuchen war die Wirkung von Saxitoxin effizienter als die Wirkung von Tetrodotoxin. Wir identifizierten den Saxitoxin-sensitiven/Tetrodotoxin-insensitiven spannungsabh{\"a}ngigen Natriumkanal NaV1.9 als Trigger f{\"u}r das {\"O}ffnen spannungsabh{\"a}ngiger Kalziumkan{\"a}le. Die Expression von NaV1.9 in Motoneuronen konnte {\"u}ber quantitative RT-PCR nachgewiesen werden und antik{\"o}rperf{\"a}rbungen offenbarten eine Anreicherung des Kanals im axonalen Wachstumskegel sowie an Ranvier'schen Schn{\"u}rringen von isolierten Nervenfasern wildtypischer M{\"a}use. Motoneurone von NaV1.9 knock-out M{\"a}usen zeigen reduzierte Spontanaktivit{\"a}t und eine Reduktion des Axonwachstums, welche durch NaV1.9 {\"U}berexpression normalisiert werden kann. In Motoneuronen von Smn-defizienten M{\"a}usen konnte keine Abweichung der NaV1.9 Proteinverteilung nachgewiesen werden. K{\"u}rzlich wurden Patienten identifiziert, die eine missense-Mutation im NaV1.9 kodierenden SCN11A Gen tragen. Diese Patienten k{\"o}nnen keinerlei Schmerz empfinden und leiden zudem an Muskelschw{\"a}che in Kombination mit einer verz{\"o}gerten motorischen Entwicklung. Im Rahmen dieser Doktorarbeit konnten molekularbiologische Untersuchungen an M{\"a}usen, welche die Mutation im orthologen Scn11a Gen tragen, zur Aufkl{\"a}rung des Krankheitsmechanismus beitragen. Die Kooperationsstudie zeigte, dass eine gesteigerte Funktion von NaV1.9 diese spezifische Kanalerkrankung ausl{\"o}st, was die Wichtigkeit von NaV1.9 in menschlichen Motoneuronen unterstreicht. Eine fr{\"u}here Studie beschrieb an hippocampalen Neuronen, dass die Rezeptortyrosinkinase tropomyosin receptor kinase B (TrkB) den NaV1.9 Kanal {\"o}ffnen kann. Im Wachstumskegel von Motoneuronen ist TrkB nachweisbar und folglich in r{\"a}umlicher N{\"a}he zu NaV1.9 zu finden. Um zu pr{\"u}fen, ob TrkB in die spontane Erregbarkeit von Motoneuronen involviert ist, wurden TrkB knock-out M{\"a}use untersucht. Isolierte Motoneurone von TrkB knock-out M{\"a}usen weisen eine Reduktion der Spontanaktivit{\"a}t und eine Verringerung des Axonwachstums auf. Ob TrkB und NaV1.9 hierbei funktionell gekoppelt sind, ist Gegenstand k{\"u}nftiger Forschung.},
  subject      = {Motoneuron},
  language  = {en}
}
@article{WetzelJablonkaBlum2013,
  author    = {Wetzel, Andrea and Jablonka, Sibylle and Blum, Robert},
  title     = {Cell-autonomous axon growth of young motoneurons is triggered by a voltage-gated sodium channel},
  series = {Channels (Austin)},
  volume    = {7},
  journal   = {Channels (Austin)},
  number    = {1},
  doi       = {10.4161/chan.23153},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132586},
  pages     = {51-56},
  year      = {2013},
  abstract  = {Spontaneous electrical activity preceding synapse formation contributes to the precise regulation of neuronal development. Examining the origins of spontaneous activity revealed roles for neurotransmitters that depolarize neurons and activate ion channels. Recently, we identified a new molecular mechanism underlying fluctuations in spontaneous neuronal excitability. We found that embryonic motoneurons with a genetic loss of the low-threshold sodium channel Na\(_V\)1.9 show fewer fluctuations in intracellular calcium in axonal compartments and growth cones than wild-type littermates. As a consequence, axon growth of Na\(_V\)1.9-deficient motoneurons in cell culture is drastically reduced while dendritic growth and cell survival are not affected. Interestingly, Na\(_V\)1.9 function is observed under conditions that would hardly allow a ligand- or neurotransmitter-dependent depolarization. Thus, Na\(_V\)1.9 may serve as a cell-autonomous trigger for neuronal excitation. In this addendum, we discuss a model for the interplay between cell-autonomous local neuronal activity and local cytoskeleton dynamics in growth cone function.},
  language  = {en}
}