Identifizierung einer Versican V2-basierten Splicevariante als IB4-bindenden Oberflächenmarker nozizeptiver, nicht-peptiderger C-Faserneurone

Abstract

Eine Subpopulation von Nozizeptoren, die so genannten nicht-peptidergen C-Fasern, präsentieren ein IB4-bindendes Glykokonjugat an ihrer Plasmamembran und können deshalb durch die Verwendung von Enzym- oder auch Fluorochrom- konjugiertem IB4 spezifisch markiert und von anderen Nozizeptoren abgegrenzt werden. Die molekulare Identität des IB4-bindenden Glykokonjugates war zu Begin der vorliegenden Arbeit nicht bekannt. Die Ausbildung einer peripheren Neuropathie im experimentellen Tiermodell ist nicht nur von einer Hypersensitivierung der durch den traumatisierten Nerv innervierten Regionen, sondern außerdem auch von einer dramatischen Abnahme der IB4-Reaktivität in den von der Läsion betroffenen Hinterwurzelganglien sowie der ipsilateralen Seite des Dorsalhorns im Rückenmark begleitet. Die mit der Ausbildung der Neuropathie als auch der Abnahme der IB4-Reaktivität zugrunde liegenden plastischen Veränderungen sind nicht wirklich bekannt. Es bestand deshalb die Hoffnung, über die Identifizierung des IB4-bindenden Glykokonjugates eine Idee von den der plastischen Veränderung zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu erhalten. Wir haben gezeigt, dass eine V2-basierte Variante des extrazellulären Matrixproteins Versican durch die IB4-bindenden Epitope modifiziert ist. Ergebnisse verschiedener Experimente lassen außerdem vermuten, dass diese Variante auch für die IB4-Reaktivität der nicht- peptidergen C-Fasern verantwortlich ist. Wir haben im Verlauf der vorliegenden Arbeit außerdem 3 weitere Exons im Versicangen der Ratte identifiziert. Zwei der drei Exons tragen allerdings keine proteincodierenden Informationen. Aus der Kombination der drei Exons mit den bisher bekannten Exons im Versicangen lässt sich die Existenz insgesamt sechs weiterer Splicevarianten postulieren. Vier der sechs neuen Varianten sind vermutlich rattenspezifisch, die weiteren zwei dürften auch in anderen Säugetieren zu finden sein.

A subpopulation of nociceptors, the so-called non-peptidergic C-fibers, is presenting one IB4-binding glycoconjugate at their plasma membrane. For that reason, the non-peptidergic C-fibers can be specifically labelled and distinguished from other nociceptors by the use of enzyme or fluorescence conjugated IB4. At the beginning of the present thesis, the molecular nature of the IB4-binding glycoconjugate was not known. The genesis of peripheral neuropathic pain in experimental animal models is not only linked to hypersensitivity of the regions that are innervated by the lesioned nerve. It is also accompanied by a dramatic decrease of IB4-reactivity in the affected DRG and the ipsilateral side of the dorsal horn in the spinal cord. The plastic changes that are responsible for the neuropathy and the decrease of IB4-reactivity are not really known. One could expect that it might be possible to get an idea of the molecular mechanisms that are responsible for the plastic changes by the identification of the IB4-binding glycoconjugate. We were able to demonstrate that one V2-based splice variant of the extracellular matrix protein versican is modified by the IB4-binding epitopes. Furthermore, results from different experiments support the idea that this variant is indeed responsible for the IB4-reactivity of the non-peptidergic C-fibers. We also were able to identify three additional exons in the versican gene of the rat. Two of these three exons do not contain any protein coding sequence information. By combination of these three exons with the exons of versican that are currently known, one can postulate the existence of six additional splice variants. Four of them are presumably rat specific, the other two should also exist in other mammals.