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A07 – Untersuchungen zur Interaktion von Stress und serotonergen Signalwegen bei der Modulation von Extinktionslernen in der Amygdala

Katharina Spoida, Stefan Herlitze

Die Amygdala ist eine der wichtigsten neuronalen Schaltkreise für die Verarbeitung von gedächtnisbasieren emotionalen Verhaltens wie Angst und Furcht und spielt ebenso eine wichtige Rolle bei der Signalverarbeitung von Stress. In diesem Projekt wollen wir deswegen die Rolle der serotonergen Signalwege in der Amygdala für das aversive und Extinktionslernen unter normalen Bedingungen und unter Stress untersuchen. Wir werden optogenetische Verfahren einsetzen, um die Sertoninausschüttung direkt in der Amygdala und 5HT2A und 5HT2C Rezeptorsignalwege in spezifischen GABAergen und glutamatergen Neuronen zu kontrollieren. Wir wollen hierbei lernen, wie die Angstkonditionierung, die Extraktion, Renewal und Reinstatement unter normalen und Stressbedingungen verstärkt oder vermindert werden kann.

Leitfragen des Projekts A07:

  • Wie wirkt sich die Freisetzung von Serotonin in der Amygdala in vivo auf Angstkonditionierung, Extinktion, Erneuerung und Wiederherstellung unter normalen und stressbehafteten Bedingungen aus?
  • Wie aktivieren 5HT2A- und 5HT2C-Rezeptorensignale entweder in GABAergen (Parvalbumin-positive) oder glutamatergene Neuronen in der basolateralen Amygdala, beziehungsweise verstärken oder hemmen die Furchtkonditionierung, Extinktion, Erneuerung und Wiederherstellung unter normalen und stressbehafteten Bedingungen?
  • Wie bestimmen 5HT2A- und 5HT2C-Rezeptorensignale in GABAergen (Parvalbumin-positive) oder glutamaterge Neuronen in der basolateralen Amygdala die zelluläre Antwort von GA-BA-genen und glutamatergenen Neuronen während der Angstkonditionierung und –extinktion unter normalen und stressbehafteten Bedingungen?
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Katharina Spoida

Projektleiterin A07

Ruhr-Universität Bochum

Stefan Herlitze

Projektleiter A07

Ruhr-Universität Bochum

Hanna Böke

Doktorandin A07

Ruhr-Universität Bochum

Lennard Rohr

Doktorand A07

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Barzan R, Bozkurt B, Nejad MM, Süß ST, Surdin T, Böke H, Spoida K, Azimi Z, Grömmke M, Eickelbeck D, Mark MD, Rohr L, Siveke I, Cheng S, Herlitze S, Jancke D (2024) Gain control of sensory input across polysynaptic circuitries in mouse visual cortex by a single G protein-coupled receptor type (5-HT2A). Nat Commun 15:8078.https://doi.org/10.1038/s41467-024-51861-1 

Bihorac J, Salem Y, Lückemann L, Schedlowski M, Doenlen R, Engler H, Mark MD, Dombrowski K, Spoida K, Hadamitzky M (2024) Investigations on the Ability of the Insular Cortex to Process Peripheral Immunosuppression. J Neuroimmune Pharmacol 19:40.https://doi.org/10.1007/s11481-024-10143-9 

Ito K, Sato K, Tsuneoka Y, Maejima T, Okuno H, Hamasaki Y, Murakawa S, Takabayashi Y, Yoshihara C, Shindo S, Uki H, Herlitze S, Seki M, Suzuki Y, Sakurai T, Kuroda KO, Minami M, Amano T (2023) Synaptic plasticity in the medial preoptic area of male mice encodes social experiences with female and regulates behavior toward young. bioRxiv:2023.10.23.560098.https://doi.org/10.1101/2023.10.23.560098 

Karapinar R, Schwitalla JC, Eickelbeck D, Pakusch J, Mücher B, Grömmke M, Surdin T, Knöpfel T, Mark MD, Siveke I, Herlitze S (2021) Reverse optogenetics of G protein signaling by zebrafish non-visual opsin Opn7b for synchronization of neuronal networks. Nat Commun 12:4488.https://doi.org/10.1038/s41467-021-24718-0 

Mücher B, Garrido-Charles A, Cyganek L, Bruegmann T, Dalkara D, Siveke I, Herlitze S (2025) Guiding G protein signaling by target enhancement of GPCRs. bioRxiv:2025.02.06.636923.https://doi.org/10.1101/2025.02.06.636923 

Rook N, Tuff JM, Isparta S, Masseck OA, Herlitze S, Güntürkün O, Pusch R (2021) AAV1 is the optimal viral vector for optogenetic experiments in pigeons (Columba livia). Commun Biol 4:100.https://doi.org/10.1038/s42003-020-01595-9 

Schulte H, Böke H, Lössl P, Worm M, Siveke I, Herlitze S, Spoida K (2025) Chemogenetic modulation of CRF neurons in the BNST compensates for phenotypic behavioral differences in fear extinction learning of 5-HT2C receptor mutant mice. Research Square https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-5604701/v1 

Surdin T, Grömmke M, Böke H, Barcik M, Azimi Z, Jancke D, Herlitze S, Mark M, Siveke I (2022) Optogenetic control of mGluR1 signaling modulates synaptic plasticity and cerebellum driven learning.https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105828 

Süß ST, Olbricht LM, Herlitze S, Spoida K (2022) Constitutive 5-HT2C receptor knock-out facilitates fear extinction through altered activity of a dorsal raphe-bed nucleus of the stria terminalis pathway. Transl Psychiatry 12:487.https://doi.org/10.1038/s41398-022-02252-x 

Tuff, J., Haselhuhn, K., Surdin, T., Herlitze, S., Ziegler, M., Güntürkün, O., & Rook, N. (2025) Achieving cell-type specific transduction with adeno-associated viral vectors in pigeons. bioRxiv 2025.04.29.651184 https://doi.org/10.1101/2025.04.29.651184