Adaptations- und aktivitätsabhängige Plastizität prä- und postsynaptischer Strukturen der Cyprinidennetzhaut

Abstract

Die Die großen Axonterminalen der Mb-Bipolarzellen aus der Goldfischnetzhaut entwickelten sich in den letzten Jahren zu einem etablierten Modell zur Untersuchung der Präsynapse. Mb-Axonterminalen zeigen vielfältige adaptationsabhängige morphologische Veränderungen wie zum Beispiel die Zu- und Abnahme von fingerartigen Spinules im Bereich der synaptischen Zone. Die funktionelle Bedeutung dieser Veränderungen ist noch unbekannt.

Mittels immunhistochemischer Methoden wurden prä- und postsynaptische Proteine an hell- und dunkeladaptierten Mb-Bipolaterminalen untersucht. Es wurden Antikörper gegen Gephyrin, gegen die Rho-Untereinheit des GABAC-Rezeptors und SNAP-25 verwendet. Die Anfärbung der Mb-Bipolarzellen erfolgte mit einem Antikörper gegen PKC.

Gephyrin zeigte eine fleckförmige Expression entlang der inneren plexiformen Schicht der Retina, mit einem Enhancement im Bereich des Übergangs von Axon in Axonterminale. Die Immunoreaktivität der Spinules war heterogen, wobei nur eine Minderheit Gephyrin positiv war, und dies v.a. im Bereich der distalen Hälfte der Terminale. Eine Kolokalisation von GABAC und Gephyrin konnte nicht beobachtet werden. Die GABAC-immunoreaktivität war auf der proximalen Hälfte der Terminale am stärsten. Der präsynaptische Marker SNAP-25 zeigte ein diffuses Signal in der inneren und äußeren plexiformen Schicht. In helladaptierten Zapfen-Füßchen zeigte sich ein verstärktes Signal, welches eine Aggregation von präsynaptischen Vesikeln vermuten läßt. Dies konnte in Mb-Bipolarzellen nicht beobachtet werden.

Wir folgern daraus, daß SNAP-25 kein idealer Marker zur Untersuchung der präsynaptischen Vesikeldynamik in Ribbon-Synapsen ist. Hinsichtlich der Postsynapse lassen unsere Beobachtungen den Schluß zu, daß eine strukturelle und funktionelle Unterteilung der Mb-Axonterminale bezüglich der Verteilung inhibitorischerSynapsen vorliegt.

The big axon terminals of goldfish retina mb bipolar cells were established as a model for studying presynaptic sites. Mb axon terminals show numerous adaptation-dependent morphological changes as the de- and increasing number of fingerlike spinules at the synaptic site. The significance of these morphological changes, however, is not completely understood.

We examined the pre- and postsynaptic sites of light- and dark adapted goldfish retinae by immunohistochemical staining using antibodies directed against gephyrin, and the rho subunit of the GABAC receptor and SNAP-25. Gephyrin is a protein participating in aggregation and clustering of inhibitory synapses. SNAP-25 is crucial for docking and fusion of presynaptic vesicles. Mb terminals were stained with an anti-PKC antibody.

Gephyrin was expressed in aggregates along the inner plexiform layer of the retina, the staining being strongest at the distal half of the mb terminals with an additional aggregation of gephyrin at the transition from the axon to the terminal. Staining of the spinule population itself with anti-gephyrin was heterogeneous with only a minority being gephyrin positiv and with emphasis on the distal half of the terminal. There was no colocalisation of GABAC and Gephyrin. The GABAC staining was strongest at the proximal half of the terminal. The presynaptic marker SNAP-25 showed a diffuse immunoreactivity in the inner and outer plexiform layer of the retina. In light adapted cone pedicles this immunoreactivity was enhanced suggesting an adaption dependent recruitment and aggregation of presynaptic vesicles. These observations could not be seen in mb bipolar cells.

We conclude that SNAP-25 is not an ideal marker for studying presynaptic vesicle dynamics at ribbon synapses. With respect to the postsynaptic site our observations suggest that there is a structural functional fragmentaion of the mb bipolar axon terminals concerning the distribution of inhibitory synapses