Bei der Entstehung des zerebralen Kortex spielen transiente Neuronenpopulationen eine entscheidende Rolle. Zu diesen zählen auch die sogenannten Cajal-Retzius-Zellen (CR-Zellen) frühzeitig differenzierte, postmitotische Neurone, welche die kortikale Marginalzone besiedeln. CR-Zellen kommt eine herausragende Bedeutung für den geordneten Ablauf der radialen Migration neuronaler Vorläuferzellen und folglich der Laminierung des Neokortex zu. Es ist darüber hinaus spekuliert worden, dass CR-Zellen als Schrittmacher für das in Entwicklung befindliche neuronale Netz fungieren und damit die aktivitätsabhängige Optimierung der neuronalen Verschaltungen ermöglichen. Die funktionelle Charakterisierung der synaptischen Verbindungen zu und von diesen Zellen ist bis dato allerdings höchst unvollständig. Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit war die Beobachtung, dass die spontane synaptische Aktivität von CR-Zellen, zu der ausschließlich exzitatorische GABAerge Kontakte beitragen, außerordentlich gering ist. Wir belegen, dass dieses Phänomen die Folge einer aktiven Inhibition der Transmitterfreisetzung darstellt und nicht auf einer Unreife der synaptischen Strukturen beruht. In diesem Zusammenhang führen wir auch Belege für die Existenz stummer Synapsen an. Wir stellten darüber hinaus die Frage, ob g-Aminobuttersäure (GABA) selbst die Stärke der exzitatorischen GABAergen Synapsen begrenzen kann, und zeigen, dass präsynaptisch lokalisierte GABAB-Rezeptoren durch extrazelluläre GABA permanent aktiv sind, was wiederum eine tonische Inhibition der vesikulären GABA-Freisetzung zur Folge hat. Interessanterweise bestimmt synaptisch freigesetzte GABA den durch GABAB-Rezeptoren vermittelten Tonus nicht maßgeblich. Vielmehr verfügen nicht-vesikuläre Mechanismen der GABA-Aufnahme und -Freisetzung in Form sekundär-aktiver GABA-Transporter über einen entscheidenden Einfluss auf die extrazelluläre GABA-Konzentration und mithin die GABAerge synaptische Transmission selbst.
Transient neuronal populations play a pivotal role in the development of the cerebral cortex. Among these are Cajal-Retzius (CR) cells early differentiated postmitotic neurons residing in the cortical marginal zone. CR cells are eminently important for the proper course of radial migration of neuronal precursor cells and, consequently, regular neocortical layer formation. Moreover, it has been speculated that CR cells serve as pacemakers for the developing neuronal network and therefore enable the activity- dependent optimization of interneuronal connections. However, the functional characterization of their synaptic inputs and outputs has not been investigated yet. In CR cells spontaneous synaptic activity, which is exclusively mediated via excitatory GABAergic contacts, occurs at an extraordinarily low rate. We show that this does not reflect an immature state of the release apparatus, but rather results from a steady-state inhibition of neurotransmitter release. We also provide evidence for the existence of silent synapses. In addition, we prove that g-aminobutyric acid (GABA) itself limits the strength of excitatory GABAergic synapses via tonic activation of presynaptically located GABA(B) receptors. Thus, small changes in ambient GABA concentration are expected to dynamically modulate the probability of vesicular GABA release. Interestingly, synaptically released GABA does not determine the basal GABA(B)-receptor-mediated tone. In contrast, non-vesicular mechanisms of GABA release (GABA transporters operating in the reversed mode) exert a major influence on extracellular GABA concentration and, consequently, GABAergic synaptic transmission itself.
