P2Y Rezeptoren in noradrenergen Zellen

ATP ist ein Ko-Transmitter zu Noradrenalin im zentralen und peripheren Nervensystem. Extrazelluläre Adenin und Uridin Nukleotide erzielen ihre Effekte über Membranrezeptoren, welche als P2 Rezeptoren bezeichnet werden. Die Familie dieser Rezeptoren enthält zwei Untergruppen, nämlich Liganden-gesteuerte Kationenkanäle, sogenannte P2X Rezeptoren, und G Protein-gekoppelte Rezeptoren, welche P2Y genannt werden. Während bekannt ist, daß P2X Rezeptoren schnelle purinerge Neurotransmission vermitteln, ist die Bedeutung neuronaler P2Y Rezeptoren bis heute weitgehend ungeklärt. Transmitterfreisetzung sowohl aus zentralen, als auch peripheren noradrenergen Nervenzellen wird durch autoinhibitorische alpha2-Adrenozeptoren reguliert, deren pharmakologische und funktionelle Eigenschaften gut charakterisiert sind (z.B. Starke, 1987; Boehm, 1999). Darüber hinaus sind noradrenerge Neuronen mit P2 Rezeptoren ausgestattet, welche auch autoinhibitorische Regulation der Neurotransmitterfreisetzung vermitteln, deren weitergehende Charakteristika aber nicht bekannt sind. In früheren Experimenten konnten wir nachweisen, daß ATP, welches aus sympathischen Nervenzellen in Kultur abgegeben wird, Transmitterfreisetzung sowohl in positiver als auch negativer Weise regulieren kann. Der stimulatorische Effekt wurde durch P2X2 Rezeptoren vermittelt, wohingegen die Rezeptoren, die den hemmenden Effekt ausübten, unbekannt blieben (Boehm, 1999). Das vorliegende Projekt wird die Rezeptoren charakterisieren, die den autoinhibitorischen Effekt von ATP vermitteln. In den vorläufigen Versuchen konnten wir in PC12 Zellen, welche mit sympathischen Neuronen ontogenetisch verwandt sind, Adenin Nukleotid-sensitive Rezeptoren nachweisen, die (i) spannungsaktivierte Ca2+ Kanäle hemmen, (ii) Adenylylzyklaseaktivität reduzieren, und (iii) depolarisationsbedingte Katecholaminfreisetzung vermindern. Andere Effektorsysteme, wie die Phospholipase C- abhängige Bildung von Inositolphosphaten oder spannungsabhängige M-Typ K+ Kanäle, wurden über diesen Rezeptor nicht reguliert. Den hemmenden Effekt von Adenin Nukleotiden auf spannungsaktivierte Ca2+ Kanäle konnten wir auch in sympathischen Neuronen nachweisen, obwohl PC12 Zellen und sympathische Nervenzellen ein unterschiedliches Muster bezüglich der P2Y Rezeptorexpression zeigen: P2Y1 Rezeptoren werden nur in den Neuronen, nicht aber in PC12 Zellen exprimiert. Weitere vorläufige Befunde bestätigen, daß der erwähnte hemmende Rezeptor kein P2Y1 Subtyp ist, aber auch kein anderer der in der Ratte bekannten Subtypen (P2Y2, -4, und -6), wenn gleich all diese in sympathischen Neuronen und PC12 Zellen zu finden sind. Wir vermuten daher, daß es sich bei dem autoinhibitorischen P2Y Rezeptor um einen noch nicht identifizierten Subtyp handelt. Die im vorliegenden Antrag skizzierten Experimente zielen einerseits darauf ab, diesen inhibitorischen P2Y Rezeptor molekular, pharmakologisch und funktionell zu charakterisieren, und andererseits darauf, eine Korrelation zwischen Nukleotideffekten und involvierten P2Y Rezeptoren herzustellen. Die Resultate werden daher zum heutigen Wissen über die Bedeutung von G Protein-gekoppelten Nukleotidrezeptoren in der Funktion von Neuronen und verwandten Zellen beitragen.