G protein mediated calcium signaling in the regulation of synaptic transmission, Kyo:n julkaisuja G -A.I.VIRTANEN-INSTITUUTTI 28

Magga Johanna 11.3.2005\nFarmaseuttinen tiedekunta\nFarmakologia\nG protein mediated calcium signaling in the regulation of synaptic transmission (G proteiinivälitteinen kalsiumviestitys hermosolujen synaptisen viestinsiirron säätelyssä)\n\nVastaväittäjä: FT Ulla Petäjä-Repo, Oulun yliopisto\nKustos: Professori Karl Åkerman, Kuopion yliopisto\n\nVäitöskirjan tiivistelmä:\n\nHermovälittäjäaineiden vapautumisen säätelyn sekä vaikutusten kalsiumvälitteiset viestitysmekanismit hermosolussa\n\nHermosolujen välinen viestintä tapahtuu välittäjäaineiden eli neurotransmitterien välityksellä hermosolusta toiseen. Tämä kemiallinen neurotransmissio tunnetaan kokonaisuudessaan vielä puutteellisesti. Hermosolujen väliseen viestinsiirtoon kuuluu lukuisia vaiheita, joita solutasolla säädellään tarkasti kalsiumin välityksellä. Monet keskushermoston sairaudet aiheutuvat solujen häiriintyneestä kalsiumviestityksestä. Tämä johtuu reseptorien, ionikanavien tai niitä säätelevien proteiinien poikkeavuudesta. Väitöskirjatyössä tutkittiin kalsiumviestitystä ja siihen osallistuvia proteiineja hermosolussa välittäjäaineen vapauttaja- ja vastaanottajapuolella, sekä pre- että postsynaptisessa hermosolussa.\n\nSolunsisäisen kalsiumtasapainon säilyttäminen on erittäin tärkeää solun normaalin toiminnan kannalta. Koska kalsium välittää hyvin monenlaisia viestejä solukasvusta solukuolemaan saakka, sen viestimekanismit ovat hyvin tarkkaan säädeltyjä. Tämä voi tapahtua vaihtelemalla kalsiumaktivaation suuruutta, kestoa tai paikallistumista. Kalsiumriippuvaiset proteiinit siten määrittävät kulloisenkin kalsiumaktivaation luonnetta ja tulkitsevat kalsiumviestit erilaisiksi solun toiminnoiksi. Hermovälittäjäaineet säätelevät hermosolujen toimintaa pääasiassa nopeiden ionikanavareseptoreiden välityksellä viestintäherkkyyttä lisäämällä tai vähentämällä. Lisäksi monet hermovälittäjäaineet, mukaan lukien neurohormonit sekä proteiinirakenteiset neuropeptidit käyttävät G proteiinivälitteistä signalointia hermosoluviestityksen muokkaamisessa ja mukauttamisessa. Eri G-proteiinivälitteiset reseptorit suosivat kytkeytymistä erityyppisiin G-proteiineihin, jotka säätelevät erilaisten toisiolähettien ja signaalinvälitysreittien aktivaatiota. Erityyppiset reitit kuitenkin suuntautuvat yhteen niin, että G-proteiinivälitteinen kalsiumsignalointi ja solunsisäisen kalsiumin säätely ovat hyvin monen tekijän summa.\n\nVäitöskirjatyössä pyrittiin kuvaamaan uusia välittäjäaineen vapautumisen säätelyyn osallistuvia proteiineja sekä luonnehtimaan näiden proteiinien ja tunnettujen viestintäproteiinien välisiä vuorovaikutuksia. Tutkimuksessa saatiin siis uutta tietoa siitä miten presynaptiset kalsiumriippuvaiset proteiinit sekä G-proteiinikytkentäiset reseptorit säätelevät välittäjäaineiden vapautumista ja miten tätä viestiä viedään edelleen G-proteiinikytkentäisten reseptorien ja kalsiumin välityksellä postsynaptisessa hermosolussa. Tätä tutkittiin sekä aivokudoksessa, muistitoimintoihin osallistuvassa hippokampuksessa, että soluviljelymalleissa pääasiassa selvittämällä proteiinien sitoutumisia toisiinsa sekä kuvantamalla kalsiumvasteita elävissä soluissa välittäjäaineiden läsnäollessa. Tutkimuksessa selvitettiin erityisesti synaptisen vesikkelin vapautumiseen liittyviä tekijöitä, jotka osallistuvat G proteiinivälitteiseen jänniteherkkien kalsiumkanavien estoon. Aihe on keskeinen koko kemiallisen neurotransmission kannalta ja se tunnetaan kokonaisuudessaan vielä varsin puutteellisesti. Tutkimuksessa saatiin myös molekyylitason tietoa oreksiinipeptidin kalsiumvälitteisestä signaloinnista.\n\nKalsiumin signalointireittien ymmärtäminen avaa uusia mahdollisuuksia vaikuttaa hermosolujen viestitykseen. Kolmasosa nykyisin myynnissä olevista lääkkeistä kohdistuu G-proteiinikytkentäisiin reseptoreihin. Aivoista on löydetty yli kolme sataa tämän reseptoriperheen jäsentä, joiden toimintaa ei täysin tunneta. Tutkimuksesta saatavaa tietoa hermosolujen säätelyjärjestelmistä voidaan käyttää hyväksi kehiteltäessä uusia tai uudentyyppisiä lääkeaineita hermoston sairauksien hoitoon. Hermosolujen välisen viestinvaihdon selvittäminen on välttämättömyys myös aivojen olosuhteisiin sopeutumisen eli muovautuvuuden ja muistin toiminnan ymmärtämiselle.\n\nKuopion yliopiston julkaisuja G. A.I.Virtanen -instituutti. ISBN 951-781-387-2\n\nKuopion yliopisto\nViestintä

ISBN-10:
951-781-387-2
Kieli:
eng
Sivumäärä:
78 s.
Tekijät:
Magga Johanna(diss)
Tuotekoodi 020000
20,00 €