Sandra Grill

• Die Homöostase der intrazellulären Ca2+-Konzentration ist eine essenzielle Aufgabe in allen Zellen, da Ca2+ an diversen zellulären Prozessen beteiligt ist. Besonders Neurone des auditorischen Hirnstamms sind auf eine optimale Ca2+-Regulation angewiesen, da ihr Überleben und ihre Entwicklung von der intrazellulären Ca2+-Konzentration abhängen. Neben Ca2+-bindenden Proteinen und Ca2+-ATPasen sind besonders Na+/Ca2+-Austauscher, welche sich in die Familien NCX (NCX1-3), NCKX (NCKX1-5) und CCX (NCKX6) gliedern, in vielen neuronalen und nicht-neuronalen Strukturen maßgeblich für die Ca2+-Regulation verantwortlich. In meiner Arbeit wurde die Verteilung von NCX1-3 sowie NCKX2-6 im Nucleus cochlearis(CN), superioren Olivenkomplex (SOC) und inferioren Colliculus (IC), welche Strukturen des auditorischen Hirnstamms darstellen, untersucht. Dies erfolgte auf Boten-Ribonukleinsäure(messenger ribonucleic acid, mRNA)-Ebene qualitativ mittels reverser Transkription (RT)gefolgt von genspezifischer Polymerasekettenreaktion (PCR) sowie quantitativ mittels realtime-PCR, auf Proteinebene qualitativ mittels Immunhistochemie. Um auch ontogenetische Aspekte der Ca2+-Homöostase zu berücksichtigen, wurden Ratten in einem unreifen Entwicklungsstadium (P4) sowie junge adulte Ratten (P60) analysiert. Die Genexpression aller untersuchten ncx- und nckx-Isoformen wurde mittels RT-PCR in beiden Entwicklungsstadien in CN, SOC und IC nachgewiesen. Besonders auffallend war bei den ncx-Isoformen eine im Verlauf der Entwicklung meist verstärkte Transkription, während die nckx-Isoformen in den meisten Fällen eine verminderte Transkription im adulten Tier zeigten. Mittels Immunhistochemie zeigt meine Arbeit zum ersten Mal eine entwicklungsabhängige Umverteilung der Austauscher. Während die Isoformen bei P4 hauptsächlich im Neuropil lokalisiert waren, zeigte sich im Gegensatz dazu bei P60 eine verstärkte Immunfluoreszenz innerhalb der Somata. Ausnahme war hier NCKX2, welcher im CN auch bei P60 hauptsächlich im Neuropil exprimiert wurde. Die Expression von NCX1-3 und NCKX2 im Neuropil junger auditorischer Hirnstammneurone legt eine Ca2+-regulierende Funktion im Bereich dendritischer Synapsen nahe. Die Synapsen befinden sich in diesem Alter noch in einem unreifen Zustand, so dass die Na+/Ca2+-Austauscher einen maßgeblichen Einfluss auf die synaptische Plastizität ausüben können. Abschließend deutet die Verteilung der Na+/Ca2+-Austauscher darauf hin, dass alle NCX- und NCKX-Isoformen, im Zusammenspiel mit weiteren Ca2+-regulierenden Proteinen, an der Ca2+-Homöostase in den Strukturen des auditorischen Hirnstamms beteiligt sind.