TY  - THES
A1  - Hein, Charlotte Barbara
T1  - Expression der Glutamattransporter GLT1 und GLAST im Gyrus dentatus der Ratte nach Läsion der Regio entorhinalis
T1  - Glutamate transporter expression in astrocytes of the rat dentate gyrus following lesion of the entorhinal cortex
N2  - Die hochaffine Glutamataufnahme in Neurone und Gliazellen des ZNS, die von unterschiedlichen Transportern vermittelt wird, spielt eine wichtige Rolle für die Entfernung des Neurotransmitters Glutamat aus dem Extrazellularraum. Die Glutamataufnahme ist notwendig, um das Transmittersignal zu beenden und eine rezeptorvermittelte Übererregung von Neuronen zu verhindern (siehe Kanai et al., 1993). In den vergangenen Jahren wurden die cDNAs von fünf unterschiedlichen Subtypen von Glutamattransportern kloniert: GLT1 oder EAAT2 (Pines et al., 1992), GLAST oder EAAT1 (Storck et al., 1992), EAAC1 oder EAAT3 (Kanai & Hedinger, 1992), EAAT4 (Fairman et al., 1995) und EAAT5 (Arriza et al., 1997). GLT1, GLAST und EAAC1 werden im gesamten ZNS exprimiert (Kanai & Hedinger, 1992; Pines et al., 1992; Storck et al., 1992; Rothstein et al., 1994; Torp et al., 1994, 1997; Chaudry et al., 1995; Lehre et al., 1995; Schmitt et al., 1996, 1997; Velaz-Faircloth et al., 1996; Berger & Hediger, 1998). EAAT4 bzw. EAAT5 scheinen jedoch vorwiegend auf das Kleinhirn (Fairman et al., 1995; Furuta et al., 1997; Dehnes et al., 1998) bzw. die Retina (Arriza et al., 1997) beschränkt zu sein. In vivo antisense Methoden zeigten, dass vor allem die Glutamattransporter GLT1 (Glutamattransporter 1) und GLAST (Glutamat/Aspartat-Transporter) für die Niedrighaltung der extrazellulären Glutamat-Konzentrationenen zuständig sind (Rothstein et al., 1996). Bestätigt wurden diese Ergebnisse durch Untersuchungen an Mäusen, bei denen GLT1 gentechnisch ausgeschaltet wurde. Diese Tiere weisen erhöhte Glutamatkonzentrationen im Gehirn, tödliche Krampfanfälle und neuronale Degeneration im Hippocampus (CA1) auf (Tanaka et al., 1997). Untersuchungen über die zelluläre Expression von GLT1 und GLAST bei adulten Tieren zeigten, dass beide Transporter fast ausschließlich in Astrozyten und Bergmanngliazellen lokalisiert sind (GLT1: Danbolt et al., 1992; Levy et al., 1993; Rothstein et al., 1994; Lehre et al., 1995; Schmitt et al., 1996; Milton et al., 1997; GLAST: Lehre et al., 1995; Chaudry et al., 1995; Schmitt et al., 1997). Studien über die regionale Verteilung von GLT1 und GLAST im ZNS der Ratte ergaben, dass beide Transporter stark im Hippocampus exprimiert werden. Die Transporterproteine sind hier vor allem in Astrozyten von Stratum lacunosum-moleculare des Ammonshorns (CA) und Stratum moleculare des Gyrus dentatus lokalisiert (Schmitt et al., 1996, 1997). In diesen Schichten endet der glutamaterge Tractus perforans (Ottersen & Storm-Mathisen, 1989) (Abb. 1). Dieser entspringt im entorhinalen Cortex und gelangt von dort zum ipsilateralen Hippocampus (bis zu 95% der Fasern) (Raisman et al., 1965; Nafstad, 1967; Hjorth-Simonsen & Jeune, 1972; Scheff, 1989). In den äußeren zwei Dritteln des Stratum moleculare des Gyrus dentatus werden 85-90% aller Synapsen von den Fasern des Tractus perforans gebildet (Scheff, 1989). Aus diesem Grund kann diese Region als überwiegend glutamaterges Terminationsfeld angesehen werden.
N2  - The glutamate transporter GLT1 and GLAST localized in astrocytes are essential in limiting transmitter signaling and restricting harmful receptor overstimulation. To show changes in the expression of both transporters following lesion of the entorhinal cortex (and degeneration of the glutamatergic tractus perforans), quantitative microscopic in situ hybridization (ISH) using alkaline-phosphatase-labelled oligonucleotide probes was applied to the outer molecular layer of the hippocampal dentate gyrus of rats (termination field of the tractus perforans). Four groups of rats were studied: sham-operated controls, and animals 3, 14 and 60 days following unilateral electrolytic lesion of the entorhinal cortex. The postlesional shrinkage of the terminal field of the perforant path, ipsilateral to the lesion side, was determined and considered in the evaluation of quantitative ISH data. Statistical analysis revealed that ipsilateral to he lesion side there was a significant decrease of the GLT1-mRNA at every postlesional time-point and of the GLAST-mRNA at 14 and 60 days postlesion. The maximal decrease was ~45% for GLT1 and ~35% for GLAST. In the terminal field of the perforant path contralateral to the lesion side, no significant changes of ISH labelling were measured. The results were complemented by immuncytochemical data achieved using antibodies against synthetic GLT1 and GLAST peptides. In accordance with ISH results, there was an obvious decrease of GLT1 and GLAST immunostaining in the terminal field of the perforant path ipsilateral to the lesion side. From these data we conclude, following a lesioning of the entorhinal cortex, the loss of glutamatergic synapses in the terminal field of the perforant path resulted in a strong downregulation of glutamate trasnporters in astrocytes. The decrease of synaptically released glutamate or of other neuronal factors could be involved in this downregulation.
KW  - GLT1
KW  - GLAST
KW  - Glutamat
KW  - in situ Hybridisierung
KW  - Immunzytochemie
KW  - GLT1
KW  - GLAST
KW  - glutamate
KW  - in situ hybridization
KW  - immuncytochemistry
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3978
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schleyer, Verena
T1  - Expression der Glutamattransporter GLT1 und GLAST im Hippocampus der Ratte während der postnatalen Ontogenese
T1  - Epression of glutamate transporters GLT1 and GLAST in the hippocampus of rat brain during postnatal development
N2  - Glutamat spielt in der Entwicklung des ZNS eine besondere Rolle (z.B. Steuerung der Migration von Proneuronen, Einfluß auf die Ausbildung von Synapsen und Differenzierung von Pyramidenzelldendriten und Proliferation glialer Vorläuferzellen). Durch Regulation der extrazellulären Glutamatkonzentration kommt den Glutamattransportern dabei eine besondere Bedeutung zu. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb, die postnatale zelluläre und regionale Expression der Glutamattransporter GLT1 und GLAST im Hippocampus der Ratte zu untersuchen, um Rückschlüsse auf ihre Funktion während der postnatalen Ontogenese (Postnataltag 1-60, P1-60) zu ziehen. Dazu wurde nichtradioaktive In-situ-Hybridisierung (ISH) mit Digoxigenin-markierten cRNA-Sonden eingesetzt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass beide Transporter vor allem in Gliazellen (besonders Astroblasten/Astrozyten) nachweisbar sind und dass die Expression von GLT1 und GLAST während der Ontogenese der Ratte im Hippocampus unterschiedlich erfolgt. Aus unseren Ergebnissen kann geschlossen werden, dass GLAST und GLT1 eine unterschiedliche Bedeutung während der Ausbildung der hippocampalen Verbindungen haben dürften. Der trisynaptische hippocampale Verbindungsweg entwickelt sich hauptsächlich in der ersten postnatalen Woche. Während dieser Zeit verlagert sich die exzitatorische Funktion in Hippocampusneuronen von GABA auf Glutamat. Diese Transmitterumstellung korreliert zeitlich mit der deutlichen Zunahme der GLT1-Expression im Hippocampus, was auf eine entscheidende Rolle von GLT1 bei der Bildung hippocampaler Verbindungen durch Regulation der extrazellulären Glutamatkonzentration hinweist. Demgegenüber ist kein offensichtlicher Zusammenhang zwischen GLAST-Expression und Transmitterumstellung zu erkennen. Wie in adulten Stadien kommt dem Transporter unter physiologischen Bedingungen auch in der Ontogenese wohl vor allem eine Reservefunktion zu.
N2  - Glutamate plays a critical role in brain development (e.g. influence on migration of proneurons, formation of synapses, differentiation of pyramidal cells and proliferation of glial precursor cells).Via regulation of extracellular glutamate concentrations glutamate transporters are substancially involved in this process. To characterize their function in postnatal development, postnatal cellular and regional expression of the glutamate transporters GLT1 and GLAST were examined by non-radioactive in situ hybridization with digoxigenin-marked cRNA-probes. Our results show that both transporters are mainly expressed in glial cells (astroblasts/astrocytes) and that GLT1 and GLAST exhibit distinct expression in postnatal development of rat hippocampus. This indicates that GLAST and GLT1 play different roles in the formation of hippocampal connections. The trisynaptic hippocampal circuit mainly develops in the first postnatal week. During this time excitatory function in hippocampal neurons is switched over from GABA to glutamate. This transmitter switch is closely time-related to a striking increase of GLT1-expression in hippocampus, pointing out to a pivotal role of GLT1 in the formation of hippocampal connections via regulation of extracellular glutamate concentration. Opposite to that there is no obvious relation between GLAST-expression and transmitter switch. As in adult brains, under physiological conditions this transporter may only provide additional transporter capacity.
KW  - Hippocampus
KW  - Glutamattransporter
KW  - In-situ-Hybridisierung
KW  - Ratte
KW  - Entwicklung
KW  - hippocampus
KW  - glutamate transporters
KW  - development
KW  - rat
KW  - in situ hybridization
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3707
ER  -