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Interneurons in the medial prefrontal cortex
molecular expression profiles, postsynaptic targets and the quest for novel molecular markers
Thomas Pollak
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Thomas Klausberger
DOI
10.25365/thesis.339
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29139.80980.890869-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In Aufgaben, die eine Entscheidungsfindung unter Mitwirkung des Arbeitsgedächtnisses erfordern, tritt verstärkt korreliertes Feuerungsverhalten von Neuronen im Hippocampus und im medialen, präfrontalen Kortex (mPFC) auf und Neurone im mPFC feuern zu einer bestimmten Phase von Theta-Oszillationen im Hippocampus. Um zu verstehen welche Rolle Interneurone im mPFC bei diesem Phänomen spielen, wurde das Feuerungsmuster von einzelnen Interneuronen im mPFC aufgezeichnet und deren Soma, Dendriten und Axons mit Neurobiotin angefärbt (durchgeführt von Katja Hartwich). In dieser Diplomarbeit habe ich die molekularen Expressionsmuster und postsynaptischen Zielzellen dieser angefärbten Interneurone untersucht. Der Großteil dieser angefärbten Zellen exprimiert entweder Parvalbumin (PV) oder Calbindin (CB) oder beide dieser Calcium-bindenden Proteine. Zellen, die nur PV exprimieren oder PV und CB co-exprimieren bilden Synapsen an kleinen und apikalen Dendriten, dendritischen Dornen und Zellkörpern von Pyramidenzellen und konnten daher als Korbzellen identifiziert werden. Im Gegensatz dazu bilden CB-exprimierende Zellen Synapsen ausschließlich an kleinen Dendriten und dendritischen Dornen von Pyramidenzellen aus. Außerdem wurde noch ein Zelltyp identifiziert, der ausschließlich Synapsen an initialen Axonhügeln ausbildet und weder PV noch CB exprimiert. Um zukünftig die Charakterisierung von Interneuronklassen durch neue molekulare Marker zu unterstützen, habe ich auch diverse Antikörper getestet, die es erlauben zwischen Zelltypen zu unterscheiden.
Als Fazit, in einer Subpopulation von GABAergen Interneuronen im mPFC scheint das molekulare Expressionsmuster mit der Spezifität von postsynaptischen Zielzellen korreliert zu sein: PV-exprimierende aber auch PV und CB co-exprimierende Zellen konnten als Korbzellen und Zellen, die nur CB exprimieren, als Dendriten innervierende Interneurone identifiziert werden.
Abstract
(Englisch)
During working memory/decision making tasks correlated firing between the hippocampus and the medial prefrontal cortex (mPFC) of rats is enhanced and neurons in the mPFC are phase-locked to hippocampal theta oscillations. In order to understand the contribution of GABAergic interneurons of the mPFC to temporal network organisation, the firing patterns of single interneurons in the mPFC were recorded in anaesthetized rats and their soma, dendrites and axons specifically labelled with neurobiotin (done by Katja Hartwich). In this diploma thesis, I have investigated the molecular expression profile and postsynaptic targets of the recorded and labelled interneurons. Most of the cells expressed either parvalbumin (PV), or Calbindin (CB) or both calcium-binding proteins. Cells expressing PV only and cells expressing PV and CB target small and apical dendrites, dendritic spines and somata of pyramidal cells, and could therefore be identified as basket cells. In contrast, CB only expressing cells exclusively terminate on small dendrites and spines. Additionally, an axo-axonic cell was identified, which targets exclusively axon initial segments and does not express PV or CB. In order to support future characterization of interneuron classes using novel molecular markers, I have also tested several antibodies against molecules that could further distinguish between cell classes. In conclusion, in a subset of GABAergic interneurons in the mPFC, molecular expression profile and postsynaptic target-specificity seems to be correlated: PV expressing, but also PV/CB co-expressing interneurons could be identified as basket cells and CB only expressing cells as dendrite targeting interneurons.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
interneurons prefrontal cortex in vivo firing patterns electron microscopy immunofluorescence microscopy neuroanatomy and electrophysiology
Schlagwörter
(Deutsch)
Interneurone präfrontaler Kortex in vivo Feuerungsmuster Elektronenmikroskopie Immunofluoreszenzmikroskopie Neuroanatomie und Elektrophysiologie
Autor*innen
Thomas Pollak
Haupttitel (Englisch)
Interneurons in the medial prefrontal cortex
Hauptuntertitel (Englisch)
molecular expression profiles, postsynaptic targets and the quest for novel molecular markers
Paralleltitel (Deutsch)
Interneurone im medial präfrontalen Kortex ; molekulare Expressionsmuster, postsynaptische Zielzellen und die Suche nach neuen molekularen Markerproteinen
Publikationsjahr
2008
Umfangsangabe
70 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Klausberger
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines ,
42 Biologie > 42.00 Biologie: Allgemeines
AC Nummer
AC06806029
Utheses ID
244
Studienkennzahl
UA | 490 | | |