Suche

zur Hauptseite

Institut für Neurowissenschaften und Medizin
(leer)

Navigation und Service


Rezeptoren

Neurotransmitterrezeptoren und Transmitter sind Schlüsselmoleküle der Signalübertragung zwischen Neuronen und stellen die molekulare Basis für Struktur-Funktions-Beziehungen im Gehirn dar. Jedes Hirngebiet enthält Nervenzellen, die inhibitorische, exzitatorische und modulatorische Rezeptoren exprimieren. Die Konzentrationen der verschiedenen Rezeptoren variieren zwischen den Rezeptortypen und den verschiedenen Hirnregionen um ein bis zwei Größenordnungen. Da zahlreiche Rezeptortypen an der Signaltransmission in einer Hirnregion beteiligt sind, ist unsere Arbeitshypothese, dass die Balance zwischen den Konzentrationen der verschiedenen Rezeptoren in einer Hirnregion (“Receptor Fingerprint”) von entscheidender Bedeutung für die Funktion dieser Hirnregion ist. Dies zeigen die unterschiedlichen “Receptor Fingerprints” zwischen Hirnregionen mit sensorischen, motorischen oder multimodalen assoziativen Funktionen. Da diese Funktionen durch zahlreiche, miteinander verbundene Hirnregionen ermöglicht werden und komplexe neural Systeme bilden, müssten die verschiedenen “Receptor Fingerprints” der Hirnregionen ihre hierarchische Organisationsprinzipien (primäre sensorische, höhere sensorische, multimodale Assoziationsregionen), unterschiedlichen Modalitäten (z.B. Sehen vs. Hören vs. Tasten) und ihre Bedeutung für “Resting State Systems” (z.B. Aufmerksamkeit, exekutive Funktion) widerspiegeln.
Unterschiede in den regionalen und laminären Verteilungsmustern eines einzelnen Rezeptortyps, aber v.a. auch der "Receptor Fingerprints” können durch quantitative in vitro Rezeptorautoradiographie und in situ Hybridisierung analysiert werden.

Regional distribution of muscarinic M2 receptor densities in human and macaque cortexCopyright: Zilles, K., Amunts, K.: Centenary of Brodmann’s map conception and fate. Nature Rev. Neurosci. 11: 139-145 (2010)


Glutamate (NMDA, AMPA, kainate), GABA (GABAB), cholinergic muscarinic  (M2, M3), and adrenergic (a1, a2) receptor distribution in the human primary motor (4a, 4p), premotor (6), and somatosensory (3a, 3b, 1, 2) cortexCopyright: Zilles, K., Amunts, K.: Centenary of Brodmann’s map conception and fate. Nature Rev. Neurosci. 11: 139-145 (2010)


Bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen wie Epilepsie, hepatischer Encephalopathie, Alzheimer’scher oder Parkinson’scher Erkrankung, finden wir charakteristische Veränderungen der Rezeptordichten und “Receptor Fingerprints”, die einen wichtigen Aspekt der Dysfunktion bei diesen Erkrankungen darstellen. Um die Mechanismen hinter den pathologischen Veränderungen im menschlichen Gehirn zu verstehen, analysieren wir “Receptor Fingerprints” in transgenen Tiermodellen menschlicher Erkrankungen und konditionalen Rezeptor-knock-out Tieren.

Graebenitz, S., Kedo, O., Speckmann, E.-J., Gorji, A., Panneck, H., Hans, V., Palomero-Gallagher, N., Schleicher, A., Zilles, K., Pape, H.-C.: Interictal-like network activity and receptor expression in the epileptic human lateral amygdala. Brain 134: 2929-2947 (2011)
Palomero-Gallagher, N., Schleicher, A., Bidmon, H.-J., Pannek, H.-W., Hans, V., Gorji, A., Speckmann, E.-J., Zilles, K.: Multi-receptor analysis in human neocortex reveals complex alterations of receptor ligand binding in focal epilepsies. Epilepsia 53(11): 1987-1997 (2012)
Palomero-Gallagher, N., Zilles, K.: Neurotransmitter receptor alterations in hepatic encephalopathy: A review. Arch. Biochem. Biophys. 536: 109-121 (2013)

mRNA expression of two subunits (GluR1 and GluR2) of the excitatory AMPA receptor in the rat hippocampus and Muscarinic M1 receptor in the human hippocampus

Analysen der regionalen und laminären Verteilungen multipler Rezeptoren ermöglichen nicht nur eine Identifizierung und Kartierung kortikaler Areale und funktioneller Systeme auf molekularer Basis, sondern erweitern unser unser Verständnis der zugrunde liegenden strukturellen und funktionellen Organisationsprinzipien neuronaler Netzwerke. Daher ergänzen wir Rezeptoranalysen mit Untersuchungen der strukturellen und funktionellen Konnektivität (Connectom) durch diffusionsgewichtetes Imaging mit MRT, fMRT (AG Modellierung kortikaler Systeme) und ultra-hochauflösende, polarisationsmikroskopische Visualisierung von myelinisierten Fasern und Fasertrakten in vivo bzw. post mortem (Polarized Light Imaging) im Gehirn des Menschen, nicht-menschlicher Primaten und bei Rodentiern analysiert. Dieser multimodale Forschungsansatz erlaubt eine umfassende Analyse des Connectoms und die Erstellung eines multimodalen Hirnatlas (AG Architektonik und Hirnfunktion).

Mouse brain and human brain digitized with Polarized Light Imaging - PLI

Zusatzinformationen

Leiter des Teams

Prof. Dr. med. Dr. h.c. Karl Zilles

Gebäude: 15.2, Raum: 301

Telefon: 02461/61-3015
Fax: 02461/61-2990
k.zilles@fz-juelich.de

Kurz CV Karl Zilles

Publikationen Karl Zilles

Sekretariat

Stefanie Hennen

Gebäude: 15.9, Raum: 3021

+49 2461 61-2412
 +49-2461-61-3483
s.hennen@fz-juelich.de

Janine Klapper

Gebäude: 15.9, Raum: 3020

+49 2461 61-6443
+49 2461 61-3483
j.klapper@fz-juelich.de

Adresse

Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-1)
Forschungszentrum Jülich
52425 Jülich

Gebäude: 15.9


Servicemenü

Homepage