Charlotte Barbara Hein

• 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),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.…
• 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 tractusThe 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.…