A hipotalamusz paraventrikuláris magjában (PVN) elhelyezkedő tirotropin-releasing hormont (TRH) termelő idegsejtek TRH általi szabályozásának és a tanicitákkal létesített kapcsolatának elektrofiziológiai karakterizálása
Authors: Kovács Balázs 
Published: May 2022

A PVN hipofiziotróf TRH neuronjainak működése alapvető fontosságú a HHP tengely és ezen keresztül az anyagcsere szabályozásában, ezért e sejtek működésének és szabályzásának megértése kiemelt jelentőséggel bír. A hipofiziotróf TRH idegsejtek szabályozásában az idegi inputok mellett kiemelt jelentőségű a TRH idegsejtek és egy speciális gliasejt csoport, a taniciták, interakciója. Munkánk fő célkitűzése, a TRH peptidnek a TRH idegsejtek működésére kifejtett hatásának és a hipofiziotróf TRH axonok és a taniciták interakciójának megértése volt. A PVN TRH idegsejtjeinek dús TRH tartalmú beidegzése arra utalt, hogy e peptid fontos szerepet játszhat a TRH sejtek szabályozásában. A TRH-nak a PVN TRH sejtjeire kifejtett hatásának vizsgálatához patch clamp elektrofiziológiai vizsgálatokat végeztünk. Kimutattuk, hogy a TRH kezelés a PVN TRH neuronjainak felében szignifikánsan fokozta a sejtek tüzelési frekvenciáját és depolarizálta e neuronokat. A TRH MP-ra kifejtett hatását nem védte ki az akciós potenciálok kialakítását gátló TTX, ami arra utal, hogy a TRH közvetlenül hat a vizsgált TRH sejtekre. Feltételeztük, hogy a TRH kezelés által serkentett és a nem reagáló TRH idegsejt populációk megfelelhetnek a PVN két eltérő funkciójú TRH sejtcsoportjának, a hipofiziotróf és a nem hipofiziotróf TRH sejteknek. A hipofiziotróf TRH sejteket Fluoro-Gold retrográd jelölőanyag perifériás adagolásával megjelölve megállapítottuk, hogy a TRH kezelés a hipofiziotróf és a nem hipofiziotróf TRH sejtpopuláció neuronjainak is megközelítőleg felét serkentette. Ez arra utal, hogy a PVN TRH sejtjeinek hipofiziotróf és nem-hipofiziotróf alpopulációja sem egységes, TRH hatására eltérő módon reagáló alpopulációik vannak. A TRH kezelés befolyásolta a PVN TRH sejtjeit beidegző axonok aktivitását is. Habár a TRH kezelés nem befolyásolta a TRH idegsejtek gátló beidegzésének aktivitására utaló mIPSC paramétereket, a TRH idegsejtek felében a TRH kezelés fokozta az mEPSC-k frekvenciáját és csökkentette ezen áramok félszélességét. Ezzel ellentétben, a TRH idegsejtek körülbelül harmadában a TRH kezelés csökkentette az mEPSC frekvenciát, míg a fennmaradó sejtekben nem befolyásolta a serkentő inputokat. Mivel a vizsgált sejtekbe intracellulárisan adagolt G-protein gátló GDP-ß-S teljes mértékben kivédte a TRH mEPSC frekvenciára gyakorolt hatását, feltételeztük, hogy a TRH a vizsgált sejtekre hatva retrográd transmitter felszabadulást okoz, ami befolyásolja a TRH idegsejteket beidegző glutamáterg axonok aktivitását. Kimutattuk, hogy a TrkB gátlása teljes mértékben kivédte a TRH mEPSC frekvenciát fokozó hatását, de nem befolyásolta az mEPSC frekvenciát gátló hatását. Ez az eredmény arra utalt, hogy a PVN TRH sejtjeinek körülbelül fele a TrkB-n ható BDNF termelésén keresztül serkenti ezen neuronokat beidegző glutamáterg axonok aktivitását. Igazoltuk továbbá, hogy a CB1 gátlása jelentősen csökkentette a TRH mEPSC frekvenciát gátló hatását. Ezen adatok együttesen arra utalnak, hogy a PVN TRH sejtjei a BDNF illetve az endokannabinoidok termelésével közvetítik a TRH-nak az ezen sejtek serkentő inputjaira gyakorolt hatását. Mivel a PVN-ben csak egyféle TRH receptor, a TRH-R1, termelődik, további vizsgálatok szükségesek annak eldöntésére, hogy a TRH sejtek milyen tulajdonságai szabják meg e sejtek TRH-ra adott válaszát. A TRH axonok és a β2-taniciták kapcsolatát vizsgáló kutatásaink kimutatták, hogy az egéragy EM-jában található β2-taniciták glutamát hatására jelentős mértékben depolarizálódnak. A glutamáthoz hasonlóan az AMPA és kainát is depolarizálta a β2-tanicitákat összhangban e taniciták AMPA és kainát receptor termelésével. Azonban e két receptor antagonistája csak részben védte ki a taniciták glutamát kiváltotta depolarizációját. Mivel NMDA és metabotróp glutamát receptor agonisták nem depolarizálták a tanicitákat feltételeztük, hogy a glutamát transzport is hozzájárulhat a taniciták depolarizációjához. Feltételezésünkkel összhangban az AMPA és kainát receptorok és a glutamát transzport egyidejű gátlása teljes mértékben kivédte a a glutamát tanicitákra kifejtett hatását. Tehát a glutamátnak a β2-taniciták MP-jára gyakorolt hatását az AMPA és kainát receptorok aktivációja és a glutamát transzport együttesen közvetíti. A TRH axonok optogenetikai ingerlésének segítségével vizsgáltuk, hogy a TRH axonokból ürülő glutamát hat e a tanicitákra. A TRH axonok aktivációjának hatására a β2-taniciták elnyújtott, kétfázisú depolarizációja volt megfigyelhető. E depolarizáció első fázisát kivédte az AMPA és kainát receptor antagonista DNQX és a glutamát transzport gátló TBOA együttes alkalmazása igazolva, hogy a TRH axonokból felszabaduló glutamát depolarizálja a tanicitákat. Ezen antagonisták nem befolyásolták a depolarizáció második, elnyújtott fázisát.