dc.contributor.author
Schütze, Sebastian
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:56:55Z
dc.date.available
2016-07-22T07:59:48.239Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11228
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15426
dc.description.abstract
Der durch KCNQ (Kv7) Kanäle vermittelte M-Strom spielt eine wichtige Rolle für
elektrische Eigenschaften von Zellen. Als intrinsische Spannungsklemme
stabilisieren KCNQ Kanäle demnach das Ruhemembranpotential und verhindern
Übererregbarkeit, wie Epilepsie-verursachende Mutationen in den humanen Genen
für KCNQ2 und KCNQ3 verdeutlichen. Neben der Expression im Gehirn konnten die
neuronalen KCNQ Ionenkanäle 2 – 5 auch im somatosensorischen System
nachgewiesen werden. Hier wurden in vorangegangenen Arbeiten KCNQ2, -3 und -5
bereits mit Schmerzempfindung assoziiert, während KCNQ4 Expression in einer
bestimmten Unterpopulation von Spinalganglien Neuronen identifiziert werden
konnte. In diesen sogenannten schnell-adaptierenden niedrig-schwelligen Aβ-
Fasern ist KCNQ4 an der Perzeption taktiler Vibrationsstimuli beteiligt.
Darüber hinaus wurde durch pharmakologische Versuche die Expression von KCNQ
Kanälen in Aδ niedrig-schwelligen D-Haar Fasern gezeigt. Nichtsdestotrotz
konnte die in diesen Fasern exprimierte KCNQ Untereinheit bisher noch nicht
identifiziert werden. Die Identifikation der exprimierten KCNQ
Untereinheit(en) in D-Haar Fasern erfolgte hier mit Hilfe der
elektrophysiologischen Haut-Nerv Präparation, die im Rahmen der vorliegenden
Arbeit in unserem Labor etabliert wurde. Die Generierung eines konstitutiven
KCNQ5 knock-out Mausmodells diente zusammen mit weiteren KCNQ Mausmodellen der
eingehenden Erforschung der KCNQ Expression im somatosensorischen System. Ich
konnte die Lokalisation sowohl von KCNQ2 als auch -3 in D-Haar Aδ-Fasern von
Spinalganglien zeigen. Ferner konnte ich die Expression von KCNQ3 in der Haut
in peripheren lanzettförmigen Nervenendigungen kutaner D-Haar Rezeptorfasern
um Haar- follikel beschreiben, wo KCNQ3 an der Modulierung der
Mechanotransduktion beteiligt sein könnte. In der Tat wiesen D-Haar Fasern von
Kcnq3-/- Mäusen in der Haut-Nerv Präparation eine erhöhte Feuerfrequenz als
Reaktion auf mechanische Stimulation des rezeptiven Feldes auf. Dieser Effekt
trat insbesondere bei langsamen Stimulationsgeschwindigkeiten hervor. Die
zusätzliche Verminderung der KCNQ2 Protein Menge in Kcnq2+/-/Kcnq3-/- Mäusen
führte zu einer weiteren Verstärkung des D-Haar Feuerns. Zusammengefasst
lassen diese Ergebnisse ein Bild entstehen, in dem KCNQ3 und KCNQ2 die
Mechanosensitivität von D-Haar Fasern direkt an ihren jeweiligen peripheren
Nervenendigungen zu modulieren vermag.
de
dc.description.abstract
M-current mediating KCNQ (Kv7) potassium channels play an important role for
electrical properties of neuronal cells. They serve as an intrinsic voltage
clamp mechanism by stabilizing the neuron's membrane resting potential and
preventing overexcitability, as highlighted by human mutations in genes for
KCNQ2 and KCNQ3 that underlie certain forms of epilepsy. Besides their
expression in the brain, neuronal KCNQ subunits 2 – 5 are also found in the
somatosensory system. Here, KCNQ2, -3 and -5 have previously been associated
with nociception, while KCNQ4 expression was identified in a subset of dorsal
root ganglia (DRG) neurons that correspond to rapidly-adapting low-threshold
Aβ-fibers. Thus, KCNQ4 was shown to be required for tuning the coding of
vibrotactile stimuli. In addition, expression of KCNQ channels has been
pharmacologically described in Aδ low-threshold D-hair fibers; however the
KCNQ subunit has not been identified so far. In order to find out about the
KCNQ subunit(s) in D-hair fibers, the electrophysiological skin-nerve
preparation method was established in our lab. A constitutive KCNQ5 knock-out
mouse model was generated and investigated together with several other KCNQ
mouse models for a detailed analysis of KCNQ subunit expression in the
somatosensory system. I detected and localized both KCNQ2 and -3 in DRG cells
positive for D-hair marker, and demonstrated KCNQ3 expression in peripheral
lanceolate nerve endings of cutaneous D-hair fibers around hair follicles,
where it may modulate mechanotransduction. Indeed, skin-nerve recordings from
single D-hair afferents from Kcnq3-/- mice revealed increased firing
frequencies in response to mechanical ramp-and-hold stimuli of the receptive
field, particularly pronounced at slow indentation velocities. Additional
reduction of KCNQ2 protein in Kcnq2+/-/Kcnq3-/- mice further enhanced D-hair
firing. Thus, we conclude that mechanosensitivity of D-hair fibers is directly
modulated at their peripheral nerve endings by both KCNQ3 and KCNQ2.
en
dc.format.extent
XII, 140 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
somatosensation
dc.subject
skin-nerve preparation
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::571 Physiologie und verwandte Themen
dc.title
Die Funktion von KCNQ Kanälen bei Schmerz- und Tastempfinden
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Dr. Thomas J. Jentsch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Stephan Sigrist
dc.date.accepted
2016-06-29
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000102557-6
dc.title.translated
The function of KCNQ ion channels in pain and somatosensation
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000102557
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000019606
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access