dc.contributor.author
Marinc, Christiane
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:13:48Z
dc.date.available
2011-06-20T12:57:23.616Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11657
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15855
dc.description.abstract
Members of the K2P channel family (two pore-domain K+ channels) have gained
particular attention, because as background channels they can control the
membrane potential of excitable cells. Considering their manifold modulation
by physicochemical and pharmacological stimuli, they provide a potential
target to influence cellular activity. TASK-3 is the K2P channel that shows
the widest distribution throughout the brain. One of the most striking
properties of TASK channels is their sensitivity to variations in
extracellular pH. Special interest in TASK-3 channels arises from their
responsiveness to a range of pharmacological agents. An interesting
characteristic is their activation by volatile anesthetics and inhibition by
local anesthetics. Furthermore, TASK-3 channels are inhibited by several
neurotransmitters such as serotonin and noradrenaline. Inasmuch, TASK-3 might
be a promising target for pharmacological intervention. A detailed analysis of
the distribution of the channel can help to gain insight into its biological
function, which is the requirement for any therapeutic use. Therefore, a
monospecific anti-TASK-3 antibody was prepared and used to study the
distribution of the TASK-3 protein in the rat brain. Polyclonal anti-TASK-3
antibodies were raised in rabbits, freed from cross reactivities and affinity
purified to gain a monospecific antibody. Detailed characterization of the
antibody by ELISA and western blot analyses showed that the antibody
specifically recognized the recombinant as well as the native TASK-3 protein.
TASK-3 demonstrated a widespread but not ubiquitous distribution throughout
the rat brain. Immunoreactive neurons were found in all areas examined, from
the forebrain to the spinal cord. Very strong TASK-3 expression was detected
in serotoninergic dorsal raphe neurons, noradrenergic locus coeruleus neurons,
cholinergic neurons in the basal nucleus of Meynert and the striatum and all
motoneurons. Considerable expression was also found in histaminergic
tuberomammillary neurons. In the dopaminergic system strong TASK-3 expression
was found in some neurons of the VTA, whereas neurons of the substantia nigra
compacta were only weakly labeled. Results were confirmed by in situ
hybridization with TASK-3 specific riboprobes and immunofluorescence double-
labeling experiments with appropriate marker enzymes. Monoaminergic and
cholinergic neurons are supposed to be affected in many neuropsychiatric
disorders. Strong and differential expression of TASK-3 in these neurons
suggests that channel expression may be affected under several pathological
conditions. Furthermore, pharmacological modulation of TASK-3 channels may
help to restore cellular excitability of lesioned cells or compensate for
dysregulations of monoaminergic and cholinergic systems.
de
dc.description.abstract
Die Mitglieder der K2P-Kanäle (Zwei-Porendomänen K+ Kanäle) haben in den
letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit erhalten, da sie als Hintergrundkanäle
das Membranpotential erregbarer Zellen kontrollieren können. Aufgrund ihrer
vielfältigen Modulation durch physikalische, chemische und pharmakologische
Reize bieten sie ein mögliches Ziel um die Erregbarkeit von Zellen zu
beeinflussen. TASK-3 zeigt unter allen K2P-Kanälen die weiteste Verbreitung im
Gehirn. Das besondere Interesse an TASK-3-Kanälen beruht unter anderem auf
ihrer Empfindlichkeit gegenüber einer Reihe an pharmakologischen Wirkstoffen.
Eine interessante Eigenschaft ist die Hemmung des Kanals durch
Lokalanästhetika sowie ihre Aktivierung durch Inhalationsanästhetika. Des
Weiteren werden TASK-3 Kanäle durch eine Reihe an Neurotransmittern gehemmt,
darunter Serotonin und Noradrenalin. Aufgrund dieser Charakteristika bieten
TASK-3-Kanäle ein viel versprechendes Ziel für eine mögliche pharmakologische
Intervention. Eine detaillierte Untersuchung der Verteilung des Kanals im
Gehirn könnte dabei helfen, seine spezifischen Funktionen besser zu verstehen
und damit die Voraussetzungen für eine therapeutische Nutzung der
Kanalmodulation zu schaffen. Aus diesem Grund wurde ein monospezifischer anti-
TASK-3 Antikörper hergestellt und dazu genutzt die Verteilung des TASK-3
Proteins im Gehirn der Ratte zu untersuchen. Polyklonale anti-TASK-3
Antikörper wurden durch die Immunisierung von Kaninchen gewonnen, von
Kreuzreaktivitäten befreit und Affinitätsaufgereinigt um einen
monospezifischen Antikörper zu erhalten. Eine detaillierte Charakterisierung
des Antikörpers in Western Blot und ELISA Analysen zeigte, dass der Antikörper
nur das rekombinante sowie das native TASK-3 Protein erkennt.
Immunzytochemische Experimente zeigten eine weite Verbreitung des
Kanalproteins im Gehirn. Immunreaktive Neurone wurden in allen untersuchten
Arealen, vom Vorderhirn bis in das Rückenmark, beobachtet. Eine besonders
starke Expression wurde in serotonergen Neuronen der Dorsalen Raphe,
noradrenergen Neuronen des Locus coeruleus sowie cholinergen Neuronen im
Nucleus Basalis Meynert und Striatum sowie in allen Motoneuronen beobachtet.
Außerdem zeigten histaminerge Neurone des Nucleus tuberomammillaris eine
deutliche Immunreaktivität. Innerhalb des dopaminerges Systems wurde eine
starke TASK-3 Expression in einzelnen Neuronen der VTA beobachtet, wohingegen
Neurone der Substantia nigra compacta nur sehr schwach positiv waren. Alle
Ergebnisse wurden durch den Nachweis von TASK-3 mRNA mit Hilfe
TASK-3-spezifischer Ribosonden und über eine Immunfluoreszenz-Doppelmarkierung
mit Antikörpern gegen entsprechende Markerenzyme bestätigt. Vielen
neuropsychatrischen Erkrankungen liegen Störungen oder Dysregulationen
monoaminerger oder cholinerger Systeme zugrunde. Die starke und differenzierte
Expression von TASK-3 in Neuronen dieser Systeme könnte darauf hindeuten, dass
eine veränderte Kanalexpression oder Funktion eine Rolle bei der Entstehung
verschiedener pathologischer Zustände spielt. Außerdem könnte möglicherweise
über eine pharmakologische Modulation von TASK-3 Kanälen die Erregbarkeit
geschädigter Zellen wieder hergestellt oder eine Dysregulationen monoaminerger
und cholinerger Systeme kompensiert werden.
de
dc.format.extent
XI, 99 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
tandem pore domain
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Regional and cellular localization of TASK-3 potassium channel RNA and protein
in the rat brain
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Rüdiger W. Veh
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Hans-Joachim Pflüger
dc.date.accepted
2011-05-31
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000023176-8
dc.title.translated
Regionale und zelluläre Lokalisation von TASK-3 Kaliumkanal RNA und Protein im
Gehirn der Ratte
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000023176
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009595
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access