Die NMDA- und nicht-NMDA-Rezeptor-vermittelte Erhöhung von c-fos mRNA in Neuronen des dentaten Gyrus beinhaltet Calcium-Einfluss über verschiedene Wege

Wir untersuchten die Wirkungen von selektiven Agonisten der ionotropen exzitatorischen Aminosäure (EAA) Rezeptor-Subtypen auf die Induktion des sofort frühen Gens c-fos. Wir verwendeten die in situ Hybridisierung, um c-fos mRNA zu messen, und Fura-2-Imaging, um den intrazellulären Calciumspiegel (Ca2+i) in einzelnen Neuronen des dentaten Gyrus, die in vitro gehalten wurden, zu messen. Die Aktivierung entweder von NMDA- oder nicht-NMDA-Rezeptor-Subtypen ist ausreichend, um die schnelle und dramatische Erhöhung von c-fos mRNA zu induzieren. Die Aktivierung von NMDA- oder nicht-NMDA-Rezeptoren induziert ebenfalls eine schnelle und dramatische Erhöhung von Ca2+i, wobei diese Effekte durch die Entfernung oder Chelatbildung von extrazellulärem Calcium (Ca2+e) blockiert werden. Die Induktion von c-fos mRNA durch einen der Rezeptor-Subtypen ist Ca2+-abhängig, da die Chelatbildung von Ca2+e mit EGTA die Induktion von c-fos mRNA sowohl durch NMDA- als auch durch nicht-NMDA-Rezeptor-Agonisten verhindert. Der Anstieg von Ca2+i, der durch die Aktivierung von nicht-NMDA-Rezeptoren induziert wird, wird entweder durch die Entfernung von extrazellulärem Natrium (Na+e) oder durch den spannungsgesteuerten Calciumsperrenkanal (VSCC) Blocker Nifedipin gehemmt. Im Gegensatz dazu wird der Anstieg von Ca2+i, der durch die Aktivierung von NMDA-Rezeptoren induziert wird, nicht durch die Entfernung von Na+e oder Nifedipin gehemmt. Im Einklang mit diesen Effekten auf Ca2+i hemmt Nifedipin die Induktion von c-fos mRNA durch nicht-NMDA-, jedoch nicht durch NMDA-Rezeptor-Agonisten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ca2+ als zweiter Botenstoff fungiert, der ionotrope EAA-Rezeptoren mit der transkriptionellen Aktivierung von c-fos mRNA verbindet. Der Weg des Ca2+-Einstroms in dentale Neuronen hängt jedoch vom stimulierten EAA-Rezeptor-Subtyp ab. Die Aktivierung von nicht-NMDA-Rezeptoren führt zu einem indirekten Ca2+-Einstrom über VSCCs, während die Aktivierung von NMDA-Rezeptoren zu einem direkten Ca2+-Einstrom durch den NMDA-Kanal selbst führt. (ZUSAMMENFASSUNG KURZ GEFASST MIT 250 WÖRTERN)