Wirkungen von Stickoxid auf die intrazelluläre Calciumkonzentration in Neuronen und Gliazellen: Rolle der Mitochondrien (Wo 474/11-4)

Dem Stickoxid (NO) werden als Biomolekül für den Organismus vielseitige Funktionen zugeschrieben, so auch für das ZNS. Ein bisher nur ansatzweise untersuchtes Phänomen ist die Wirkung von NO auf die intrazelluläre Calciumregulation, die ihrerseits bei neuromodulatorischen und pathophysiologischen Mechanismen eine entscheidende Rolle spielt. Es gibt erste Hinweise darauf, dass NO die Calciumfreisetzung aus intrazellulären Speichern bewirkt. Mit dem beantragten Projekt soll untersucht werden, welche intrazellulären Calciumspeicher an der NO-Modulation der Calciumkonzentration beteiligt sind. Uns interessiert dabei besonders die Frage, ob es im Hirngewebe zellspezifische Unterschiede (Neuronen, Gliatypen) hinsichtlich Sensitivität und Dynamik der NO-modulierten intrazellulären Calciumkonzentration gibt. Die von uns im vorangegangenen Projekt entwickelten konfokalmikroskopisch-bildgebenden Verfahren zum Monitoring von NO und NO-relevanten Stoffwechselfaktoren finden dabei Anwendung. Mit Hilfe einiger weiterer, in unserem Labor soeben eingeführte Techniken soll geklärt werden, inwieweit die intrazelluläre Calciumkonzentration durch exogen appliziertes oder endogen produziertes NO modifiziert werden kann, welche Rolle - so auch im Zusammenhang mit Transmitterfreisetzung und Zytotoxizität - dabei die potentiellen Calciumspeicher en-doplasmatisches Reticulum und, mit besonderem Schwerpunkt, die Mitochondrien spielen.

Nitric oxide (NO) is known as a biomolecule with a large variety of functions. We have currently only limited knowledge about the effect of NO on the intracellular calcium regulation and its role in neuromodulatory and pathophysiological mechanisms. Some evidence points to NO as a potential modulator of calcium release from intracellular stores. The here presented project will investigate the type of calcium stores that contribute to the modulation of cytosolic calcium. We are particularly interested in the differences between neuronal and glial cells concerning their sensitivity and dynamics of NO-induced intracellular calcium release. The previously developed microscopic imaging techniques for NO and NO-related metabolites by our laboratory will now be applied to investigate the neuromodulatory role of NO. Other imaging techniques using conventional calcium sensitive fluorochromes will be utilized to study how endogenously produced and applied authentic NO modulates the intracellular calcium regulation and which role potential NO-sensitive calcium stores -with special focus on the endoplasmatic reticulum and mitochondria- play in the mechanisms of transmitter release and cytotoxicity.