id,collection,dc.contributor.author,dc.contributor.firstReferee,dc.contributor.furtherReferee,dc.contributor.gender,dc.date.accepted,dc.date.accessioned,dc.date.available,dc.date.issued,dc.description.abstract[de],dc.format.extent,dc.identifier.uri,dc.identifier.urn,dc.language,dc.rights.uri,dc.subject,dc.subject.ddc,dc.title,dc.title.translated[de],dc.type,dcterms.accessRights.dnb,dcterms.accessRights.openaire,dcterms.format[de],refubium.affiliation[de],refubium.mycore.derivateId,refubium.mycore.fudocsId "5c890cd4-b1f0-4890-9f4f-ad3fe64b14ba","fub188/14","Spahn, Viola","Prof. Dr. Christian Zöllner","Prof. Dr. Monika Schäfer-Korting","w","2011-01-28","2018-06-07T16:39:31Z","2011-02-03T09:20:39.198Z","2011","Transient Receptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1) is a ligand-gated ion channel expressed on sensory nerves that responds to noxious heat, protons, and chemical stimuli such as capsaicin. TRPV1 plays a critical role in the development of tissue injury, inflammation or nerve lesions. Transient Receptor Potential Ankyrin 1 (TRPA1), strongly co-expressed with TRPV1, is also activated by compounds that cause a pungent burning sensation. TRPA1 functioned as a downstream target for components of the inflammatory milieu that elicit nociceptor excitation and pain hypersensitivity. Opioids such as morphine have been used widely for the treatment of many types of acute and chronic pain. Application of morphine leads to a dissociation of G-proteins and causes a reduced activity of adenylylcyclases (AC), resulting in a lower amount of cAMP. However, opioid withdrawal following chronic activation of the µ opioid receptor (MOR) induces AC superactivation and subsequently an increase in cAMP and Protein Kinase A (PKA) activity. The aims of this doctoral thesis were, first, to investiagate the modulation of the activity of TRPV1 during opioid withdrawal and second, the influence of TRPA1 stimulation on TRPV1 activity. The activity of TRPV was significantly increased during opioid in a cAMP and PKA sensitive manner. This sensitization was reversed by inhibiting ACs, silencing AC 3 and mutating PKA phosphorylation sites threonine 144 and serine 774. Furthermore, the paw withdrawal latency of male Wistar rats was significantly decreased and the nocifensive behaviour was significantly enhanced during opioid withdrawal. These results indicate a new mechanism underlying hyperalgesia during opioid withdrawal in the peripheral nervous system, which might offer new possibilities to treat withdrawal- induced painful sensations in patients. In the second part of the study, it was proven that TRPA1 activation sensitizes TRPV1 activity in a calcium and cAMP/PKA dependent manner. TRPA1 stimulation enhanced TRPV1 phosphorylation and the involvement of PKA phosphorylation sites serine 116 and serine 774 was shown. Finally, we also detected a calcium sensitiv increased TRPV1 activity after TRPA1 activation in dorsal root ganglion neurons. In summary, the current study delineates the sensitization of TRPV1 by two independent experimental and clinical settings. First, the sensitization of TRPV1 during opioid withdrawal and second, the sensitization of TRPV1 via activation of TRPA1. Both topics share the same intracellular signalling pathway: The action of AC, subsequent translocation and activation of PKA due to increased cAMP levels and phosphorylation of TRPV1 at several PKA phosphorylation residues.||Der Ionenkanal Transient Receptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1) ist auf sensorischen Nervenfasern exprimiert, welche auf Hitze, Protonen und chemische Reize wie Capsaicin reagieren. TRPV1 ist entscheidend an der Entstehung von Schmerz und der thermalen Hyperalgesie unter Entzündungsbedingungen beteiligt. Der Ionenkanal Transient Receptor Potential Ankyrin 1 (TRPA1) ist mit TRPV1 stark ko-exprimiert und wird ebenfalls durch Stoffe aktiviert, die als scharf und brennend empfunden werden. Er ist sowohl an der Nozizeptorerregung als auch an der Schmerzsensitivierung während einer Entzündung beteiligt. Der Einsatz von Opioiden wie Morphin wird vielfach zur Linderung akuter und chronischer Schmerzsyndrome eingesetzt. Opioide bewirken die Aktivierung der Opioidrezeptoren, was die Dissoziation des gekoppelten G – Proteins hervorruft. Nachfolgend werden die Adenylatzyklasen (AC) inhibiert, die cAMP- Bildung gehemmt und demzufolge die cAMP-abhängige Protein Kinase A (PKA) nicht aktiviert. Die PKA ist entscheidend an der Sensitivierung und Resensitivierung des TRPV1 beteiligt. Ihre Hemmung resultiert in einer geringeren Aktivität des TRPV1. Andererseits induziert der Entzug von chronisch applizierten Opioiden eine „Superaktivierung“ der AC und somit einen Anstieg des cAMP-Gehaltes und Protein Kinase A (PKA) Aktivität. In dieser Dissertation sollte untersucht werden, ob und wie 1) die Aktivität von TRPV1 während des Opioidentzugs moduliert wird und 2) ob die TRPA1 Stimulation einen Einfluss auf die TRPV1 Aktivität hat. Es wurde gezeigt, dass die Aktivität von TRPV1 während des Opioidentzug signifikant erhöht ist. Dieser Mechanismus war cAMP und PKA abhängig. Die Sensitivierung konnte durch das Inhibieren der AC Aktivität insbesondere der Isoform 3 aufgehoben werden. Des Weiteren führte die Mutation der PKA Phosphorylierungsstellen Threonin 144 und Serin 774 zu einer Aufhebung der Sensitivierung. Durch Verhaltensexperimente an männlichen Wistar Ratten konnte weiterführend gezeigt werden, dass TRPV1 eine fundamentale Rolle an der peripheren Schmerzüberempfindlichkeit während des Opioidentzugs spielt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde gezeigt, dass die TRPA1 Aktivierung zu einer TRPV1 Sensitivierung führt. Die Aktivierung des TRPA1 führt zu einem Einstrom von insbesondere Kalziumionen, die kalzium-sensitive AC aktivieren können. Die erhöhte AC Aktivität resultierte in einem erhöhten cAMP-Spiegel, somit zur Translokation der PKA und schlussendlich zur Phosphorylierung und Sensitivierung des TRPV1. Zusammenfassend beschreibt die vorliegende Arbeit die Sensitivierung von TRPV1 in zwei unabhängigen experimentellen und klinischen Situationen. Erstens, die Sensitivierung von TRPV1 während des Opioidentzugs und zweitens, die Sensitivierung des TRPV1 nach TRPA1 Aktivierung. Beide Themengebiete teilen den gleichen intrazellulären Signalweg: Die Aktivität der AC mit anschließender Translokation and Aktivierung der PKA, welche TRPV1 an bestimmten PKA Phosphorylierungsstellen phosphoryliert und somit sensitiviert. Diese Beobachtungen zeigen neue Erklärungsmöglichkeiten zur Entstehung thermaler Hyperalgesie im peripheren Nervensystem während des Opioidentzugs und nach TRPA1 Stimulation.","103 S.","https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2849||http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7050","urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000021047-9","eng","http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen","TRPV1||µ-opioid receptor||TRPA1||sensitization||capsaicin||pain","500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie","Interaction of Transient Receptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1) with G-protein coupled receptors and TRP ion channels","Interaktion des Transient Rezeptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1) mit G-Protein gekoppelten Rezeptoren und TRP Ionenkanälen","Dissertation","free","open access","Text","Biologie, Chemie, Pharmazie","FUDISS_derivate_000000008948","FUDISS_thesis_000000021047"