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

Stefan Herlitze, Katharina Spoida

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?
Pauline Bohne

Pauline Bohne

Doktorandin A07

Ruhr-Universität Bochum

Stefan Herlitze

Stefan Herlitze

Projektleiter A07

Ruhr-Universität Bochum

Raziye Karapinar

Raziye Karapinar

Doktorandin A07

Ruhr-Universität Bochum

Katharina Spoida

Katharina Spoida

Projektleiterin A07

Ruhr-Universität Bochum

Sandra Süß

Sandra Süß

Doktorandin A07

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Armbruster BN, Li X, Pausch MH, Herlitze S, Roth BL (2007) Evolving the lock to fit the key to create a family of G protein-coupled receptors potently activated by an inert ligand. Proc Natl Acad Sci USA. 104(12): 5163–5168.

Gutierrez DV, Mark MD, Masseck O, Maejima T, Kuckelsberg D, Hyde RA, Krause M, Kruse W, Herlitze S (2011) Optogenetic control of motor coordination by Gi/o protein-coupled vertebrate rhodopsin in cerebellar Purkinje cells. J Biol Chem. 286(29): 25848–25858.

Li X, Gutierrez DV, Hanson MG, Han J, Mark MD, Chiel H, Hegemann P, Landmesser LT, Herlitze S (2005) Fast noninvasive activation and inhibition of neural and network activity by vertebrate rhodopsin and green algae channelrhodopsin. Proc Natl Acad Sci USA. 102(49): 17816–17821.

Liu C, Maejima T, Wyler SC, Casadesus G, Herlitze S, Deneris ES (2010) Pet-1 is required across different stages of life to regulate serotonergic function. Nat Neurosci. 13(10): 1190–1198.

Lux V, Masseck OA, Herlitze S, Sauvage MM (2015) Optogenetic Destabilization of the Memory Trace in CA1: Insights into Reconsolidation and Retrieval Processes. Cereb Cortex.

Masseck OA, Spoida K, Dalkara D, Maejima T, Rubelowski JM, Wallhorn L, Deneris ES, Herlitze S (2014) Vertebrate cone opsins enable sustained and highly sensitive rapid control of Gi/o signaling in anxiety circuitry. Neuron. 81(6): 1263–1273.

Oh E, Maejima T, Liu C, Deneris E, Herlitze S (2010) Substitution of 5-HT1A receptor signaling by a light-activated G protein-coupled receptor. J Biol Chem. 285(40): 30825–30836.

Scott MM, Wylie CJ, Lerch JK, Murphy R, Lobur K, Herlitze S, Jiang W, Conlon RA, Strowbridge BW, Deneris ES (2005) A genetic approach to access serotonin neurons for in vivo and in vitro studies. Proc Natl Acad Sci USA. 102(45): 16472–16477.

Spoida K, Eickelbeck D, Karapinar R, Eckhardt T, Mark MD, Jancke D, Ehinger BV, Konig P, Dalkara D, Herlitze S, Masseck OA (2016) Melanopsin Variants as Intrinsic Optogenetic On and Off Switches for Transient versus Sustained Activation of G Protein Pathways. Curr Biol. 26(9): 1206–1212.

Spoida K, Masseck OA, Deneris ES, Herlitze S (2014) Gq/5-HT2c receptor signals activate a local GABAergic inhibitory feedback circuit to modulate serotonergic firing and anxiety in mice. Proc Natl Acad Sci USA. 111(17): 6479– 6484.