electrophysiological-characterization-gfp-expressing-cell-populations

Electrophysiological Characterization of GFP-Expressing Cell Populations in the Intact Retina

Studying the physiological properties and synaptic connections of specific neurons in the intact tissue is a challenge for those cells that lack ...

Mutations in the voltage gated K(+)-channel gene KCNQ2 are known to cause benign familial neonatal convulsions (BFNC), which are characterized by a benign course, spontaneous remission and normal psychomotor development. Most KCNQ2 mutations can be predicted to truncate the protein. Only a few amino acid exchanges have been found, and their localization was restricted to either the pore region or the fourth or sixth transmembrane region (TM). We have now identified the first KCNQ2 mutation located within TM5, affecting a highly conserved serine in amino acid position 247 of the predicted protein. The clinical history of the two affected family members is not compatible with typical BFNC. The poor outcome in the index patient raises the question if at least some KCNQ2 mutations might increase the risk to develop therapy-resistant epilepsy. Additional studies are needed to evaluate the possibility of a causal relationship between KCNQ2 mutations and severe early infantile epilepsy.

Neonatal convulsions and epileptic encephalopathy in an Italian family with a missense mutation in the fifth transmembrane region of KCNQ2.

Neonatale Kr&#xE4;mpfe und epileptische Enzephalopathie in einer italienischen Familie mit einer Missense-Mutation in der f&#xFC;nften Transmembranregion von KCNQ2.

Intraerythrocytic growth of the human malaria parasite Plasmodium falciparum depends on delivery of nutrients. Moreover, infection challenges cell volume constancy of the host erythrocyte requiring enhanced activity of cell volume regulatory mechanisms. Patch clamp recording demonstrated inwardly and outwardly rectifying anion channels in infected but not in control erythrocytes. The molecular identity of those channels remained elusive. We show here for one channel type that voltage dependence, cell volume sensitivity, and activation by oxidation are identical to ClC-2. Moreover, Western blots and FACS analysis showed protein and functional ClC-2 expression in human erythrocytes and erythrocytes from wild type (Clcn2(+/+)) but not from Clcn2(-/-) mice. Finally, patch clamp recording revealed activation of volume-sensitive inwardly rectifying channels in Plasmodium berghei-infected Clcn2(+/+) but not Clcn2(-/-) erythrocytes. Erythrocytes from infected mice of both genotypes differed in cell volume and inhibition of ClC-2 by ZnCl(2) (1 mm) induced an increase of cell volume only in parasitized Clcn2(+/+) erythrocytes. Lack of ClC-2 did not inhibit P. berghei development in vivo nor substantially affect the mortality of infected mice. In conclusion, activation of host ClC-2 channels participates in the altered permeability of Plasmodium-infected erythrocytes but is not required for intraerythrocytic parasite survival.

Plasmodium induces swelling-activated ClC-2 anion channels in the host erythrocyte.

Plasmodium verursacht Schwellungen-aktivierten ClC-2 Kan&#xE4;le Anion in der Host-Erythrozyten.

Connexin45 (Cx45) is known to be expressed in the retina, but its functional analysis was problematic because general deletion of Cx45 coding DNA resulted in cardiovascular defects and embryonic lethality at embryonic day 10.5. We generated mice with neuron-directed deletion of Cx45 and concomitant activation of the enhanced green fluorescent protein (EGFP). EGFP labeling was observed in bipolar, amacrine, and ganglion cell populations. Intracellular microinjection of fluorescent dyes in EGFP-labeled somata combined with immunohistological markers revealed Cx45 expression in both ON and OFF cone bipolar cells. The scotopic electroretinogram of mutant mice revealed a normal a-wave but a 40% reduction in the b-wave amplitude, similar to that found in Cx36-deficient animals, suggesting a possible defect in the rod pathway of visual transmission. Indeed, neurotransmitter coupling between AII amacrine cells and Cx45-expressing cone bipolar cells was disrupted in Cx45-deficient mice. These data suggest that both Cx45 and Cx36 participate in the formation of functional heterotypic electrical synapses between these two types of retinal neurons that make up the major rod pathway.

Deletion of connexin45 in mouse retinal neurons disrupts the rod/cone signaling pathway between AII amacrine and ON cone bipolar cells and leads to impaired visual transmission.

L&#xF6;schen von connexin45 in Maus Netzhautneuronen st&#xF6;rt den Stab / Kegel-Signalweg zwischen AII Amakrinzellen und auf Kegel bipolaren Zellen und f&#xFC;hrt zu einer Beeintr&#xE4;chtigung der visuellen &#xDC;bertragung.

KCNQ4 is an M-type K+ channel expressed in sensory hair cells of the inner ear and in the central auditory pathway. KCNQ4 mutations underlie human DFNA2 dominant progressive hearing loss. We now generated mice in which the KCNQ4 gene was disrupted or carried a dominant negative DFNA2 mutation. Although KCNQ4 is strongly expressed in vestibular hair cells, vestibular function appeared normal. Auditory function was only slightly impaired initially. It then declined over several weeks in Kcnq4-/- mice and over several months in mice carrying the dominant negative allele. This progressive hearing loss was paralleled by a selective degeneration of outer hair cells (OHCs). KCNQ4 disruption abolished the I(K,n) current of OHCs. The ensuing depolarization of OHCs impaired sound amplification. Inner hair cells and their afferent synapses remained mostly intact. These cells were only slightly depolarized and showed near-normal presynaptic function. We conclude that the hearing loss in DFNA2 is predominantly caused by a slow degeneration of OHCs resulting from chronic depolarization.

Mice with altered KCNQ4 K+ channels implicate sensory outer hair cells in human progressive deafness.

KCNQ4 ist ein M-Typ K + Kan&auml;len in Haarzellen des Innenohrs und der zentralen auditiven Weg. KCNQ4 Mutationen zugrunde liegen, menschliche DFNA2 dominante progrediente Schwerh&ouml;rigkeit. Wir generiert jetzt M&auml;use, in denen das Gen KCNQ4 wurde gest&ouml;rt oder trug eine dominante negative DFNA2-Mutation. Obwohl KCNQ4 stark vestibul&auml;ren Haarzellen abgefa&szlig;t ist, erschien die vestibul&auml;ren Funktion normal. Auditive Funktion war nur anfangs etwas beeintr&auml;chtigt. Es ging dann &uuml;ber mehrere Wochen in Kcnq4-/-M&auml;use und &uuml;ber mehrere Monate in den M&auml;usen, die mit den dominierenden negativen Allel. In &auml;hnlicher Weise diese progrediente Schwerh&ouml;rigkeit durch eine selektive Degeneration des &auml;u&szlig;eren Haarzellen (elektrische) wurden. KCNQ4 Unterbrechung abgeschafft I(K,n) Strom der elektrische. Die anschlie&szlig;ende Depolarisierung der elektrische beeintr&auml;chtigt Ton Verst&auml;rkung. Innerer Haarzellen und ihrer afferenten Synapsen blieb gr&ouml;&szlig;tenteils erhalten. Diese Zellen waren nur geringf&uuml;gig ersch&uuml;tterten und zeigten fast normale pr&auml;synaptische Funktion. Wir schlie&szlig;en, dass der H&ouml;rverlust in DFNA2 &uuml;berwiegend durch eine langsame Degeneration der elektrische entsteht infolge chronischer Depolarisierung.

M&auml;use mit ver&auml;nderten KCNQ4 K +-Kan&auml;le implizieren &auml;u&szlig;eren Haarzellen in menschlichen progrediente Schwerh&ouml;rigkeit.

Horizontal cells are coupled by gap junctions; the extensive coupling of the horizontal cells is reflected in their large receptive fields, which extend far beyond the dendritic arbor of the individual cell. In the mouse retina, horizontal cells express connexin57 (Cx57). Tracer coupling of horizontal cells is impaired in Cx57-deficient mice, which suggests that the receptive fields of Cx57-deficient horizontal cells might be similarly reduced. To test this hypothesis we measured the receptive fields of horizontal cells from wildtype and Cx57-deficient mice. First, we examined the synaptic connections between horizontal cells and photoreceptors: no major morphological alterations were found. Moreover, horizontal cell spacing and dendritic field size were unaffected by Cx57 deletion. We used intracellular recordings to characterize horizontal cell receptive fields. Length constants were computed for each cell using the cell's responses to concentric light spots of increasing diameter. The length constant was dependent on the intensity of the stimulus: increasing stimulus intensity reduced the length constant. Deletion of Cx57 significantly reduced horizontal cell receptive field size. Dark resting potentials were strongly depolarized and response amplitudes reduced in Cx57-deficient horizontal cells compared to the wildtype, suggesting an altered input resistance. This was confirmed by patch-clamp recordings from dissociated horizontal cells; mean input resistance of Cx57-deficient horizontal cells was 27% lower than that of wildtype cells. These data thus provide the first quantification of mouse horizontal cell receptive field size and confirm the unique role of Cx57 in horizontal cell coupling and physiology.

Horizontal cell receptive fields are reduced in connexin57-deficient mice.

Horizontale Zellen sind durch Gap Junctions verbunden; die umfassende Kopplung der horizontalen Zellen spiegelt sich in ihren gro&szlig;en empf&auml;nglich, die weit &uuml;ber die dendritische Arbor der einzelnen Zelle hinausgehen. In der Netzhaut Maus horizontale Zellen Ausdr&uuml;cken connexin57 (Cx57). Tracer Kopplung von horizontalen Zellen ist beeintr&auml;chtigt, in Cx57-defizienten M&auml;usen, was darauf hindeutet, dass rezeptive Felder der Cx57-defizienten horizontale Zellen in &auml;hnlicher Weise reduziert werden k&ouml;nnte. Um diese Hypothese zu testen gemessen wir die rezeptive Felder von horizontalen Zellen von Wildtyp und Cx57-defizienten M&auml;usen. Zun&auml;chst, wir pr&uuml;fen die synaptischen Verbindungen zwischen horizontalen Zellen und Photorezeptoren: keine gro&szlig;en morphologischen Ver&auml;nderungen gefunden wurden. Dar&uuml;ber waren hinaus horizontaler Zellenabstand und dendritischen Feldgr&ouml;&szlig;e von Cx57 L&ouml;schung unber&uuml;hrt. Wir verwendeten intrazellul&auml;re Aufnahmen, um horizontale Zelle rezeptive Felder zu charakterisieren. L&auml;nge Konstanten wurden f&uuml;r jede Zelle mit der Zelle Antworten zu konzentrischen Lichtpunkte mit zunehmenden Durchmesser berechnet. Die Konstante L&auml;nge war abh&auml;ngig von der Intensit&auml;t des Konjunkturpakets: Impuls-Intensit&auml;t erh&ouml;hen die Konstante L&auml;nge reduziert. Streichung des Cx57 deutlich reduziert horizontale Zelle rezeptive Feldgr&ouml;&szlig;e. Dunkel ruhenden Potentiale waren stark depolarisiert und Antwort Amplituden in Cx57-defizienten horizontale Zellen im Vergleich zu den Wildtyp, was auf eine ver&auml;nderte Eingangswiderstand reduziert. Das best&auml;tigte Patch-Clamp-Aufnahmen aus getrennten horizontale Zellen; bedeutet, dass der Eingangswiderstand Cx57-defizienten horizontale Zellen 27 % geringer als der Wildtyp Zellen wurde. Diese Daten somit bieten die erste Quantifizierung der Maus horizontal Zelle rezeptive Feldgr&ouml;&szlig;e und best&auml;tigen die einzigartige Rolle der Cx57 in der horizontalen Zelle Kupplung und Physiologie.

Horizontale Zelle rezeptive Felder werden in den connexin57-defizienten M&auml;usen reduziert.

The primary rod pathway in mammals contains gap junctions between AII amacrine cells and ON cone bipolar cells which relay the rod signal into the cone pathway under scotopic conditions. Two gap junctional proteins, connexin36 (Cx36) and connexin45 (Cx45), appear to play a pivotal role in this pathway because lack of either protein leads to an impairment of visual transmission under scotopic conditions. To investigate whether these connexins form heterotypic gap junctions between ON cone bipolar and AII amacrine cells, we used newly developed Cx45 antibodies and studied the cellular and subcellular distribution of this protein in the mouse retina. Specificity of the Cx45 antibodies was determined, among others, by Western blot and immunostaining of mouse heart, where Cx45 is abundantly expressed. In mouse retina, Cx45 immunosignals were detected in both plexiform layers and the ganglion cell layer. Double staining for Cx45 and Cx36 revealed a partial overlap in the punctate patterns in the ON sublamina of the inner plexiform layer of the retina. We quantified the distributions of these two connexins in the ON sublamina, and detected 30% of the Cx45 signals to be co-localized with or in close apposition to Cx36 signals. Combining immunostaining and intracellular dye injection revealed an overlap or tight association of Cx36 and Cx45 signals on the terminals of injected AII amacrine and two types of ON cone bipolar cells. Our results provide direct evidence for heterotypic gap junctions composed of Cx36 and Cx45 between AII amacrine and certain types of ON cone bipolar cells.

Localization of heterotypic gap junctions composed of connexin45 and connexin36 in the rod pathway of the mouse retina.

Die prim&auml;re Stab-Pathway in S&auml;ugetieren enth&auml;lt Gap Junctions zwischen AII Amacrine Zellen und Kegel Bipolare Zellen, die das Stab-Signal in die Kegel-Pathway unter Augeninnendruckmessung Bedingungen weiterleiten. Zwei L&uuml;cke junktionale Proteine, connexin36 (Cx36) und connexin45 (Cx45), scheinen eine zentrale Rolle in diesem Weg zu spielen, weil mangelnde entweder Protein zu einer Wertminderung der visuellen &Uuml;bertragung unter Augeninnendruckmessung Bedingungen f&uuml;hrt. Um zu untersuchen, ob diese Connexins heterotypischen Gap Junctions zwischen Kegel bipolar und AII Amacrine Zellen bilden, wir haben neu entwickelten Cx45 Antik&ouml;rper und studierte die zellul&auml;re und subzellul&auml;re Verteilung dieses Proteins in der Netzhaut Maus. Spezifit&auml;t der Antik&ouml;rper Cx45 wurde ermittelt unter anderem durch Westernblot und Paraffinschnitten Maus Herzens, wo Cx45 reichlich bemessen ist. Im Maus-Netzhaut wurden Cx45 Immunosignals plexiforme Schichten sowohl die Zellschicht Ganglion festgestellt. Doppelzimmer, der f&uuml;r Cx45 und Cx36 ergab eine partielle &Uuml;berlappung in die punktierte Muster in der ON-Sublamina der innere plexiforme Schicht der Netzhaut. Wir quantifiziert die Verteilung von diesen zwei Connexins in der ON-Sublamina und 30 % der Cx45 Signale, mit oder in enge Apposition Cx36 Signale co-localized werden erkannt. Kombination von Paraffinschnitten und intrazellul&auml;re Farbstoff Injektion offenbart eine &Uuml;berlappung oder engen Cx36 und Cx45 Signale auf den Endger&auml;ten der injizierten AII Amacrine und zwei Arten von ON Kone Bipolare Zellen. Unsere Ergebnisse liefern, direkte Beweise f&uuml;r heterotypischen Gap Junctions Cx36 und Cx45 zwischen AII Amacrine und bestimmte Arten von Kegel Bipolare Zellen besteht.

Lokalisierung der heterotypischen Gap Junctions bestehend aus connexin45 und connexin36 in der Stab-Weg der Maus-Netzhaut.

The visual system can adjust itself to different visual environments. One of the most well known examples of this is the shift in spatial tuning that occurs in retinal ganglion cells with the change from night to day vision. This shift is thought to be produced by a change in the ganglion cell receptive field surround, mediated by a decrease in the coupling of horizontal cells.

Ganglion cell adaptability: does the coupling of horizontal cells play a role?

Das visuelle System kann sich auf unterschiedliche visuelle Umgebungen anpassen. Eines der bekanntesten Beispiele hierf&uuml;r ist die Verschiebung in r&auml;umliche Stimmung, die in retinalen Ganglienzellen mit dem Wechsel von Nacht zu Tag Vision auftritt. Diese Verschiebung wird gedacht, durch eine &Auml;nderung der Ganglion Zelle rezeptive Feld Surround, vermittelt durch einen R&uuml;ckgang der Kopplung von horizontalen Zellen produziert werden.

Ganglion Zelle Anpassungsf&auml;higkeit: die Kopplung von horizontalen Zellen spielt eine Rolle?

Mammalian B-type horizontal cells make contact with both photoreceptor types: the dendrites contact cone photoreceptors, whereas the axon terminal processes contact rods. Despite their distinct synaptic contacts, horizontal cell somata and axon terminals receive a mixture of rod and cone inputs. Interaction of the two photoreceptor systems is essential for adaptation of photoreceptor sensitivity to different levels of background illumination, and horizontal cells play a key role in this adaptation. In this study, we used transgenic mouse lines to examine the contributions of rod and cone photoreceptor inputs to horizontal cell light responses in the mouse retina: rod signals were isolated by recording intracellularly from horizontal cells in a mouse lacking the cone cyclic nucleotide-gated channel, which lacks cone function, and cone signals were assessed using the rhodopsin knock-out mouse, which is a model for pure cone function. We found that both horizontal cell compartments receive a mixture of inputs from both photoreceptor types. To determine whether these inputs arrive via the long axon connecting the compartments or by way of rod-cone gap junctional coupling, we assessed the rod and cone contributions to horizontal cell somatic and axon terminal light responses in the connexin36-deficient mouse retina, which lacks rod-cone coupling. Our results confirm that rods and cones are coupled by connexin36, and suggest that signal transmission along the axon is unidirectional: signals are passed from horizontal cell soma to axon terminal but not from axon terminal to soma.

Rod and cone contributions to horizontal cell light responses in the mouse retina.

S&auml;ugetier-Typ B horizontale Zellen machen Kontakt mit beiden Typen von Photorezeptoren: die Dendriten Kontakt Kegel Photorezeptoren, wohingegen die Axon-terminal-Prozesse St&auml;be kontaktieren. Trotz ihrer unterschiedlichen synaptischen Kontakte, horizontale Zelle Somata und Axon erhalten Klemmen eine Mischung aus Stab und Konus Eing&auml;nge. Interaktion der beiden Photorezeptor Systeme ist notwendig f&uuml;r die Anpassung der Photorezeptoren Empfindlichkeit auf verschiedenen Ebenen der Hintergrundbeleuchtung und horizontale Zellen spielen eine Schl&uuml;sselrolle in dieser Adaption. In dieser Studie verwendeten wir transgenen Maus Linien, um die Beitr&auml;ge der Rute und Kegel Photorezeptor-Eingaben f&uuml;r horizontale Zelle Licht Antworten in der Netzhaut Maus zu pr&uuml;fen: Stab-Signale wurden durch Aufnahme intrazellul&auml;r aus horizontalen Zellen in einer Maus fehlt der Kegel zyklische Nukleotid-Gating Channel, der Kegel-Funktion fehlt, isoliert und Kegel-Signale wurden anhand der Rhodopsin Knock-out-Maus, die ein Modell f&uuml;r reine Kegel-Funktion ist. Wir fanden, dass beide F&auml;cher horizontale Zelle eine Mischung der Eing&auml;nge von beiden Photorezeptor-Typen erhalten. Um festzustellen, ob diese Eing&auml;nge &uuml;ber die langen Axon verbinden die F&auml;cher oder im Wege des Stab-Kegel L&uuml;cke junktionale Kupplung kommen, pr&uuml;fen wir die Rute und Kegel Beitr&auml;ge zur horizontalen Somatische Zelle und Axon terminal leichte Antworten in der Netzhaut connexin36-defizienten Maus, die Stab-Konus-Kupplung fehlt. Unsere Ergebnisse best&auml;tigen, dass die St&auml;bchen und Zapfen sind von connexin36 gekoppelt, und schlagen vor, da&szlig; die Signal&uuml;bertragung entlang dem Axon unidirektional ist: Signale werden von horizontalen Zelle Soma, Axon terminal aber nicht von Axon terminal an &uuml;bergeben Soma.

Rod und Kegel Beitr&auml;ge zur horizontalen Zelle Licht Antworten in der Netzhaut Maus.

Mouse horizontal cells are coupled by gap junctions composed of connexin57. These gap junctions are regulated by ambient light via multiple neuromodulators including dopamine. In order to analyze the distribution and structure of horizontal cell gap junctions in the mouse retina, and examine the effects of light adaptation on gap junction density, we developed antibodies that detect mouse retinal connexin57. Using immunohistochemistry in retinal slices, flat-mounted retinas, and dissociated retinal cells, we showed that connexin57 is expressed in the dendrites and axon terminal processes of mouse horizontal cells. No staining was found in retinas of connexin57-deficient mice. Significantly more connexin57-positive puncta were found in the distal than in the proximal outer plexiform layer, indicating a higher level of expression in axon terminal processes than in the dendrites. We also examined the gap junctions using immunoelectron microscopy and showed that connexin57 does not form hemichannels in the horizontal cell dendritic tips. Light adaptation resulted in a significant increase in the number of connexin57-immunoreactive plaques in the outer plexiform layer, consistent with previously reported effects of light adaptation on connexin57 expression in the mouse retina. This study shows for the first time the detailed location of connexin57 expression within mouse horizontal cells, and provides the first ultrastructural data on mouse horizontal cell gap junctions.

Connexin57 is expressed in dendro-dendritic and axo-axonal gap junctions of mouse horizontal cells and its distribution is modulated by light.

Maus horizontale Zellen sind durch Gap Junctions bestehend aus connexin57 gekoppelt. Diese Gap Junctions sind durch Umgebungslicht &uuml;ber mehrere Neuromodulators einschlie&szlig;lich Dopamin reguliert. Um die Verteilung und Struktur der horizontalen Zelle Gap Junctions in der Netzhaut Maus analysieren und untersuchen die Wirkungen von Licht Anpassung auf L&uuml;cke Kreuzung Dichte, entwickelten wir Antik&ouml;rper, die Maus retinale connexin57 zu erkennen. Immunhistochemie in retinalen Slices, flach montierten Netzhaut und getrennten retinalen Zellen verwenden, haben wir gezeigt, dass diese connexin57 in die Dendriten und Axon terminal Prozesse der Maus horizontal Zellen ausgedr&uuml;ckt wird. Keine Verf&auml;rbung fand in der Netzhaut von connexin57-defizienten M&auml;usen. Deutlich mehr connexin57-positiven Puncta fanden sich in der distalen als in der proximalen &auml;u&szlig;ere plexiforme Schicht, angibt, die ein h&ouml;heres Ma&szlig; an Ausdruck im Axon terminal Prozesse als in die Dendriten. Zudem untersucht die Gap Junctions mit Immunoelectron Mikroskopie und zeigte, dass die connexin57 nicht Form Hemichannels in der horizontalen Zelle dendritische Tipps tut. Licht Anpassung ergab eine erhebliche Zunahme der Zahl der connexin57-immunreaktivem Plaketten in die &auml;u&szlig;ere plexiforme Schicht, fr&uuml;her berichteten Wirkungen von Licht Anpassung auf connexin57 Ausdruck in der Netzhaut Maus entsprechen. Diese Studie zeigt zum ersten Mal die ausf&uuml;hrliche connexin57 Ausdruck innerhalb der Maus horizontale Zellen, und liefert die ersten ultrastrukturellen Daten &uuml;ber Maus horizontal Zelle Gap Junctions.

Connexin57 wird in Dendro-dendritische ausgedr&uuml;ckt und Axo-axonale Gap Junctions Maus horizontale Zellen und deren Verteilung wird durch Licht moduliert.

Mammalian retinas comprise an enormous variety of amacrine cells with distinct properties and functions. The present paper describes a new interplexiform amacrine cell type in the mouse retina. A transgenic mouse mutant was used that expressed the gene for the enhanced green fluorescent protein (EGFP) instead of the coding DNA of connexin45 in several retinal cell classes, among which a single amacrine cell population was most prominently labelled. Staining for EGFP and different marker proteins showed that these amacrine cells are interplexiform: they stratify in stratum S4/5 of the inner plexiform layer and send processes to the outer plexiform layer. These cells were termed IPA-S4/5 cells. They belong to the group of medium-field amacrine cells and are coupled homologously and heterologously to other amacrine cells by connexin45. Immunostaining revealed that IPA-S4/5 cells are GABAergic and express GAT-1, a plasma-membrane-bound GABA transporter possibly involved in non-vesicular GABA release. To characterize the light responses of IPA-S4/5 cells, patch-clamp recordings in retinal slices were made. Consistent with their stratification in the ON sublamina of the inner plexiform layer, cells depolarized in response to light ON stimuli and transiently hyperpolarized in response to light OFF. Responses of cells to green (578 nm) and blue (400 nm) light suggest that they receive input from cone bipolar cells contacting both M- and S-cones, possibly with reduced S-cone input. A new type of interplexiform ON amacrine cell is described, which is strongly coupled and uses GABA but not dopamine as its neurotransmitter.

A novel type of interplexiform amacrine cell in the mouse retina.

S&auml;ugetier-Netzhaut umfasst eine enorme Vielfalt an Amacrine Zellen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen. Das vorliegende Dokument beschreibt eine neue interplexiform Amacrine Zelltyp in der Netzhaut Maus. Eine transgene Maus-Mutante wurde verwendet, die das Gen f&uuml;r die verbesserte gr&uuml;n fluoreszierendes Protein (EGFP) statt die kodierende DNA connexin45 in mehreren retinale Zellklassen ausgedr&uuml;ckt, unter denen eine einzelne Amacrine Zellpopulation prominentester gekennzeichnet war. Beflecken f&uuml;r EGFP und Markierungsform Proteine zeigten, dass diese Amacrine Zellen interplexiform sind: sie in Schicht S4/5 der innere plexiforme Schicht Schichtung und Prozesse an die &auml;u&szlig;ere plexiforme Schicht senden. Diese Zellen wurden IPA-S4/5-Zellen genannt. Sie geh&ouml;ren zur Gruppe der Medium-Feld Amacrine Zellen und sind zusammen homologously und heterologously auf Amacrine Zellen von connexin45. Paraffinschnitten ergab, dass die IPA-S4/5 Zellen sind GABAergic und express GAT-1, ein Plasma-Membrane-springen-GABA-Transporter nicht vesikul&auml;ren GABA-Version m&ouml;glicherweise beteiligt. Um die leichten Antworten der IPA-S4/5 Zellen zu charakterisieren, wurden Patch-Clamp-Aufnahmen in retinalen Scheiben gemacht. In &Uuml;bereinstimmung mit ihrer Schichtung in der ON-Sublamina der innere plexiforme Schicht, Zellen ersch&uuml;tterten in Reaktion auf Reize Licht und vor&uuml;bergehend hyperpolarized Reaktion auf Licht aus. Antworten der Zellen in gr&uuml;n (578 nm) und blau (400 nm) Licht schlagen vor, da&szlig; sie Eingaben aus Kegel Bipolare Zellen Kontakt mit beiden M - und S-Zapfen, evtl. mit reduzierten S-Kegel-Eingabe zu erhalten. Eine neue Art von interplexiform auf Amacrine Zellen ist beschrieben, die stark gekoppelt ist und als seine Neurotransmitter GABA aber nicht Dopamin verwendet.

Eine neuartige Art von interplexiform Amacrine Zellen in der Netzhaut Maus.

Successful regeneration and re-establishment of synaptic connections in the adult central nervous system is a complex process determined by both the exterior environment and the endogenous neural activity of the regenerating growth cones. The purpose of this study was to determine the expression and properties of voltage-gated sodium channels (Na(v)) expressed by regenerating growth cones.

Expression and biophysical characterization of voltage-gated sodium channels in axons and growth cones of the regenerating optic nerve.

Erfolgreiche Regeneration und Wiederherstellung der synaptischen Verbindungen in den Erwachsenen Zentralnervensystem ist ein komplexer Prozess, der durch die &auml;u&szlig;ere Umwelt und die endogene neuronale Aktivit&auml;t der regenerierenden Wachstum Cones bestimmt. Der Zweck dieser Studie war zur Ermittlung der Ausdruck und die Eigenschaften der Spannung-Gating Natrium-Kan&auml;le (Na(v)), ausgedr&uuml;ckt durch Neuerzeugen Wachstum Zapfen.

Ausdruck und biophysikalische Charakterisierung der Spannung-Gating Natrium-Kan&auml;le in Axonen und Wachstum Kegel der regenerierenden Sehnerv.

Mammalian retinae express multiple connexins that mediate the metabolic and electrical coupling of various cell types. In retinal neurons, only connexin 36, connexin 45, connexin 50, and connexin 57 have been described so far. Here, we present an analysis of a novel retinal connexin, connexin 30.2 (Cx30.2), and its regulation in the mouse retina. To analyze the expression of Cx30.2, we used a transgenic mouse line in which the coding region of Cx30.2 was replaced by lacZ reporter DNA. We detected the lacZ signal in the nuclei of neurons located in the inner nuclear layer and the ganglion cell layer (GCL). In this study, we focused on the GCL and characterized the morphology of the Cx30.2-expressing cells. Using immunocytochemistry and intracellular dye injections, we found six different types of Cx30.2-expressing ganglion cells: one type of ON-OFF, three types of OFF, and two types of ON ganglion cells; among the latter was the RG A1 type. We show that RG A1 cells were heterologously coupled to numerous displaced amacrine cells. Our results suggest that these gap junction channels may be heterotypic, involving Cx30.2 and a connexin yet unidentified in the mouse retina. Gap junction coupling can be modulated by protein kinases, a process that plays a major role in retinal adaptation. Therefore, we studied the protein kinase-induced modulation of coupling between RG A1 and displaced amacrine cells. Our data provide evidence that coupling of RG A1 cells to displaced amacrine cells is mediated by Cx30.2 and that the extent of this coupling is modulated by protein kinase C.

Expression and modulation of connexin 30.2, a novel gap junction protein in the mouse retina.

S&auml;ugetier-Retinae schnelles mehrere Connexins, die die metabolische und elektrische Kopplung von verschiedenen Zelltypen zu vermitteln. In Netzhaut Neuronen, nur 36, 45 Connexin Connexin, worden Connexin 50 und Connexin 57 bisher beschrieben. Hier pr&auml;sentieren wir eine Analyse der eine neuartige Retina Connexin, Connexin 30,2 (Cx30.2) und seine Verordnung in der Netzhaut Maus. Um den Ausdruck des Cx30.2 zu analysieren, haben wir eine transgene Maus-Linie, in der die kodierende Region Cx30.2 von LacZ Reporter DNA ersetzt wurde. Wir erkannten das LacZ-Signal in den Kernen der Neuronen, die in die nukleare Innenlage und dem Ganglion Zellschicht (GCL) gelegen. In dieser Studie haben wir konzentriert sich auf die GCL und charakterisiert die Morphologie der Zellen Cx30.2 auszudr&uuml;cken. Mit Immunzytochemie und intrazellul&auml;re Farbstoff-Injektionen, fanden wir sechs verschiedene Arten von Ganglienzellen Cx30.2 auszudr&uuml;cken: eine Art von ON-OFF, drei Arten von OFF und zwei Arten von auf Ganglienzellen; unter letzteren war der RG-A1-Typ. Wir zeigen, dass RG A1-Zellen heterologously mit zahlreichen Vertriebenen Amacrine Zellen gekoppelt waren. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass diese L&uuml;cke Kreuzung Kan&auml;le heterotypischen, mit Cx30.2 und einem Connexin m&ouml;glicherweise noch unbekannten in der Netzhaut Maus. L&uuml;cke Kreuzung Kupplung kann durch Proteinkinasen, einen Prozess moduliert werden, das spielt eine wichtige Rolle in der Netzhaut Anpassung. Daher studierte wir die Protein Kinase-induzierte Modulation der Kopplung zwischen RG A1 und Vertriebenen Amacrine Zellen. Unsere Daten liefern Hinweise darauf, dass die Kopplung von RG-A1-Zellen zu Amacrine Zellen verdr&auml;ngt durch Cx30.2 vermittelt wird und dass das Ausma&szlig; dieser Kopplung durch Proteinkinase C. moduliert ist

Ausdruck und Modulation der Connexin 30.2, eine neuartige L&uuml;cke Kreuzung Protein in der Netzhaut Maus.

In the mouse retina, connexin45 (Cx45) participates in the gap junction between ON cone bipolar cells and AII amacrine cells, which constitutes an essential element of the primary rod pathway. Although it has been shown that Cx45 is also expressed in OFF bipolar cells, its subcellular localization and functional role in these cells are unknown. Here, we analyzed the localization of Cx45 on OFF bipolar cells in the mouse retina. For this, we used wild-type mice and a transgenic mouse line that expressed, in addition to native Cx45, a fusion protein consisting of Cx45 and the enhanced green fluorescent protein (EGFP). Cx45-EGFP expression generates an EGFP signal at gap junctions containing Cx45. Combining immunohistochemistry with intracellular injections, we found that Cx45 was present on dendrites and axon terminals of all OFF bipolar cell types. Cx45 was not found at intersections of two terminal processes of the same type, suggesting that Cx45 might not form gap junctions between axon terminals of the same OFF bipolar cell type but rather might connect OFF bipolar cells to amacrine or ganglion cells. In OFF bipolar cell dendrites, Cx45 was found predominantly in the proximal outer plexiform layer (OPL), well below the cone pedicles. Cx45 did not colocalize with Cx36, which is found predominantly in the distal OPL. We conclude that Cx45 is expressed on OFF bipolar cell dendrites, presumably forming gap junctions with cells of the same type, and on OFF bipolar cell axon terminals, presumably forming heterologous gap junctions with other retinal neurons.

Subcellular distribution of connexin45 in OFF bipolar cells of the mouse retina.

In der Maus Netzhaut, connexin45 (Cx45) beteiligt sich an der L&uuml;cke Kreuzung zwischen Kegel bipolaren Zellen und AII Amacrine Zellen, die bildet ein wesentliches Element des prim&auml;ren Stab Signalweges. Obwohl es bewiesen ist, dass Cx45 auch Bipolare Zellen ausgedr&uuml;ckt wird, sind ihre subzellulare Lokalisation und funktionale Rolle in diesen Zellen unbekannt. Hier analysierten wir die Lokalisierung von Cx45 auf Bipolare Zellen in der Netzhaut Maus. Hierzu verwendeten wir Wildtyp M&auml;usen und eine transgene Maus-Linie, die neben einheimischen Cx45, ein Fusionsprotein bestehend aus Cx45 und die verbesserte gr&uuml;n fluoreszierendes Protein (EGFP) ausgedr&uuml;ckt. Cx45-EGFP-Ausdruck generiert ein EGFP-Signal auf Gap Junctions mit Cx45. kombinieren Immunhistochemie mit intrazellul&auml;ren Injektionen, fanden wir, dass Cx45 auf Dendriten und Axon Terminals aller OFF bipolar Zelltypen vorhanden war. Cx45 wurde nicht gefunden, an Kreuzungen von zwei terminal-Prozessen des gleichen Typs, darauf hindeutet, dass Cx45 nicht, Gap Junctions zwischen Axon Klemmen der gleichen OFF bipolare Zellentyp bilden k&ouml;nnen aber eher Bipolare Zellen zu Amacrine oder Ganglion Zellen verbinden k&ouml;nnte. Im OFF Bipolare Zellen Dendriten, Cx45 &uuml;berwiegend in die proximale &auml;u&szlig;ere plexiforme Schicht (OPL), weit unter den Kegel-Pedicles fand. Cx45 nicht mit Cx36, colocalize, die vorwiegend in der distalen OPL gefunden wird. Wir schlie&szlig;en, dass Cx45 dr&uuml;ckt auf OFF Bipolare Zellen Dendriten, vermutlich bilden Gap Junctions mit Zellen des gleichen Typs, und auf OFF Bipolare Zellen Axon Klemmen, vermutlich bilden heterologe gap Kreuzungen mit anderen Netzhaut Neuronen.

Subzellul&auml;re Verteilung der connexin45 in Bipolare Zellen der Retina Maus.

In the mammalian retina, two types of catecholaminergic amacrine cells have been described. Although dopaminergic type 1 cells are well characterized, the physiology of type 2 cells is, so far, unknown. To target type 2 cells specifically, we used a transgenic mouse line that expresses green fluorescent protein under the control of the tyrosine hydroxylase promoter. Type 2 cells are GABAergic and have an extensive dendritic arbor, which stratifies in the middle of the inner plexiform layer. Our data suggest that type 2 cells comprise two subpopulations with identical physiological properties: one has its somata located in the inner nuclear layer and the other in the ganglion cell layer. Immunostaining with bipolar cell markers suggested that type 2 cells receive excitatory inputs from type 3 OFF and type 5 ON bipolar cells. Consistently, patch-clamp recordings showed that type 2 cells are ON-OFF amacrine cells. Blocking excitatory inputs revealed that different rod and cone pathways are active under scotopic and mesopic light conditions. Blockade of inhibitory inputs led to membrane potential oscillations in type 2 cells, suggesting that GABAergic and glycinergic amacrine cells strongly influence type 2 cell signaling. Among the glycinergic amacrine cells, we identified the VGluT3-immunoreactive amacrine cell as a likely candidate. Collectively, light responses of type 2 cells were remarkably uniform over a wide range of light intensities. These properties point toward a general function of type 2 cells that is maintained under scotopic and mesopic conditions.

Inputs underlying the ON-OFF light responses of type 2 wide-field amacrine cells in TH::GFP mice.

In der S&auml;ugetier-Netzhaut wurden zwei Arten von Catecholaminergic Amacrine Zellen beschrieben. Obwohl dopaminergen Typ 1 Zellen gut charakterisiert sind, ist die Physiologie des Typ-2-Zellen, bisher unbekannt. Ziel 2 Zellen speziell zu geben, haben wir eine transgene Maus-Linie, die gr&uuml;nes fluoreszierendes Protein unter der Kontrolle der Tyrosin-Hydroxylase-Projekttr&auml;ger ausdr&uuml;ckt. Typ-2-Zellen sind GABAergic und haben eine umfangreiche dendritische Arbor, die in der Mitte die innere plexiforme Schicht schichtet. Unsere Daten zeigen, dass Typ-2-Zellen zwei Subpopulationen mit identische physiologische Eigenschaften umfassen: man hat seine Somata befindet sich in der nuklearen Innenschicht und der andere in der Ganglion-Zellschicht. Paraffinschnitten mit Bipolare Zellen Marker vorgeschlagen, dass Typ-2-Zellen erhalten erregenden Eing&auml;nge vom Typ 3 aus und geben Sie 5 auf Bipolare Zellen. Konsequent, zeigte Patch-Clamp-Aufnahmen, dass Typ-2-Zellen ON-OFF Amacrine Zellen. Blockierung erregenden Eing&auml;nge gezeigt, dass verschiedene Stab und Kegel-Bahnen unter Augeninnendruckmessung aktiv sind und Mesopisches Lichtverh&auml;ltnisse. Blockade der hemmenden Eing&auml;nge f&uuml;hrte zur Membrane m&ouml;glichen Schwingungen in Typ 2-Zellen, was darauf hindeutet, dass GABAergic und Glycinergic Amacrine Zellen Typ 2 Zelle signalisieren stark beeinflussen. Unter den Glycinergic Amacrine Zellen haben wir die VGluT3-immunreaktivem Amacrine-Zelle als aussichtsreicher Kandidat identifiziert. Gemeinsam wurden leichte Antworten von Typ-2-Zellen &uuml;ber einer breiten Strecke der Lichtintensit&auml;ten bemerkenswert einheitlich. Diese Eigenschaften zeigen in Richtung eine allgemeine Funktion von Typ-2-Zellen, die unter Augeninnendruckmessung gepflegt wird und Mesopisches Bedingungen.

Article	Year
Neonatal convulsions and epileptic encephalopathy in an Italian family with a missense mutation in the fifth transmembrane region of KCNQ2. Epilepsy research\| PubMed ID: 12742592	2003
Plasmodium induces swelling-activated ClC-2 anion channels in the host erythrocyte. The Journal of biological chemistry\| PubMed ID: 15272009	2004
Deletion of connexin45 in mouse retinal neurons disrupts the rod/cone signaling pathway between AII amacrine and ON cone bipolar cells and leads to impaired visual transmission. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience\| PubMed ID: 15659592	2005
Mice with altered KCNQ4 K+ channels implicate sensory outer hair cells in human progressive deafness. The EMBO journal\| PubMed ID: 16437162	2006
Horizontal cell receptive fields are reduced in connexin57-deficient mice. The European journal of neuroscience\| PubMed ID: 16820008	2006
Localization of heterotypic gap junctions composed of connexin45 and connexin36 in the rod pathway of the mouse retina. The European journal of neuroscience\| PubMed ID: 17004931	2006
Ganglion cell adaptability: does the coupling of horizontal cells play a role? PloS one\| PubMed ID: 18320035	2008
Rod and cone contributions to horizontal cell light responses in the mouse retina. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience\| PubMed ID: 18596157	2008
Connexin57 is expressed in dendro-dendritic and axo-axonal gap junctions of mouse horizontal cells and its distribution is modulated by light. The Journal of comparative neurology\| PubMed ID: 19177557	2009
A novel type of interplexiform amacrine cell in the mouse retina. The European journal of neuroscience\| PubMed ID: 19614986	2009
Expression and biophysical characterization of voltage-gated sodium channels in axons and growth cones of the regenerating optic nerve. Investigative ophthalmology & visual science\| PubMed ID: 19850827	2010
Expression and modulation of connexin 30.2, a novel gap junction protein in the mouse retina. Visual neuroscience\| PubMed ID: 20537217	2010
Subcellular distribution of connexin45 in OFF bipolar cells of the mouse retina. The Journal of comparative neurology\| PubMed ID: 21192077	2011
Inputs underlying the ON-OFF light responses of type 2 wide-field amacrine cells in TH::GFP mice. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience\| PubMed ID: 21451016	2011

Karin Dedek

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