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Coronaridine congener interaction with α3β4, α3β4β2 and α3β4α5 nicotinic acetylcholine receptors in neurons of the native mouse superior cervical ganglion

Thomas Ackerbauer

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Molekulare Biologie

Betreuer*in

Petra Scholze

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DOI

10.25365/thesis.69583

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-11096.33155.402183-0

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Nikotinische Acetylcholinrezeptoren (nAChR) haben in den letzten Jahrzehnten aufgrund ihrer interaktiven Rolle im Belohnungssystem des Gehirns enorm an Aufmerksamkeit gewonnen. Dies gilt insbesondere für α3β4 enthaltende Rezeptoren, die in Neuronen der medialen Habenula und des Nucleus interpeduncularis stark exprimiert sind und dort Entzugssymptome vermitteln. Mehrere frühere Studien legten nahe, dass die beiden Coronaridin-Kongenere, (+)-Catharanthin und 18-Methoxycoronaridin vielversprechende neue Arzneimittelkandidaten sein könnten, da sie sich als nicht-kompetitive Modulatoren von α3β4 exprimierenden nAChRs erweisen. Bis heute sind diese Verbindungen jedoch nur in heterologen Expressionssystemen untersucht worden. In der aktuellen Studie will ich nun die Interaktion der beiden Coronaridin-Kongenere mit nativen α3β4 enthaltenden Rezeptoren in kultivierten primären Neuronen untersuchen. Ich führte elektrophysiologische Messungen an kultivierten Neuronen des oberen Zervixganglions der Maus durch, welche unterschiedliche α3β4 nAChR enthalten. Dafür wurden Knockout-Mäuse gezüchtet, welche nur bestimmte Untereinheiten des nikotinische Acetylcholinrezeptors exprimierten (α3β4, α3β4β2 und α3β4α5). Meine Ergebnisse zeigen, dass die beiden Kongenere die durch (±)-Epibatidin induzierten Ströme in den unterschiedlichen nAChR schnell und vollständig reversibel hemmen. Die Unterschiede in den Hemmungspotenzen wurden nicht nur zwischen den beiden Kongeneren, sondern auch zwischen den durch die Kongenere gehemmten nAChR Subtypen, die in den unterschiedlichen Wildtyp- und Knockout-Neuronen exprimiert wurden, gefunden. Die Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass sich nikotinhaltige α3β4 Rezeptoren in ihren Eigenschaften gegenüber den untersuchten Coronaridin-Kongeneren je nach Vorhandensein oder Fehlen der α5 und β2 Untereinheit unterscheiden.

Abstract

(Englisch)

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) have gained broad attention over the past decades for their interactive role in the brains reward system. This is especially true for α3β4 containing receptors, which are highly expressed in neurons of the medial habenula and the interpeduncular nucleus, mediating withdrawal symptoms. Several previous studies suggested that the two coronaridine congeners (+)–catharanthine and 18-Methoxycoronaridine (18-MC) could be promising novel drug candidates, since they showed to be non-competitive inhibitors of α3β4, α3β4β2 and α3β4α5 containing nAChRs. However, until today those compounds have only been investigated in heterologous expression systems. In the current study I now aim to investigate the interaction of coronaridine congeners with native α3β4 containing receptors. I conducted electrophysiological measurements on cultured primary neurons of the mouse superior cervical ganglion (SCG) containing distinct α3β4 nAChRs. I used wild type (WT) mice, expressing α3β4, α3β4β2 and α3β4α5 nAChRs and α5 or β2 knockout (KO) mice, expressing α3β4, α3β4β2 or α3β4 and α3β4α5 nAChRs as well as double KO (α5β2 KO) mice, expressing only α3β4 nAChRs. My results showed that the two congeners rapidly and reversibly inhibited (±)-epibatidine induced currents in all of the different receptor subunits. I found differences of the inhibition potencies not only between the two congeners but also between the different receptor subtypes expressed in WT and KO neurons. My findings suggest that nicotinic α3β4 containing receptors differ in their properties towards the investigated coronaridine congeners depending on the presence or absence of the α5 and β2 accessory subunit.

Autor*innen

Thomas Ackerbauer

Haupttitel (Englisch)

Coronaridine congener interaction with α3β4, α3β4β2 and α3β4α5 nicotinic acetylcholine receptors in neurons of the native mouse superior cervical ganglion

Paralleltitel (Deutsch)

Interaktion von Coronaridin-Kongeneren mit α3β4, α3β4β2 und α3β4α5 nikotinischen Acetylcholinrezeptoren in Neuronen des oberen Zervixganglions der Maus

Publikationsjahr

2021

Umfangsangabe

48 Seiten : Illustrationen

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Petra Scholze

Klassifikation

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC16221664

Utheses ID

59054

Studienkennzahl

UA | 066 | 834 | |

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Schlagwörter