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Ashkan Rashad

• Es sollte untersucht werden, wie sich das Fehlen der beiden bisher in Säugetieren charakterisierten Melatoninrezeptoren (Mel1A und Mel1B) auf die Lokalisation und die zirkadiane Verteilung der Peptide GRP und NPY im SCN von Mäusen auswirkt. Hierzu wurde der Anteil der für diese beiden Peptide immunreaktiven Perikaryen und Nervenfasern in Tieren untersucht, denen entweder der Mel1A Rezeptor (Genotyp aaBB), der Mel1B Rezeptor (Genotyp AAbb) oder beide Rezeptoren fehlten (Genotyp aabb) fehlten. Die Ergebnisse wurden mit Tieren des Wildtyps (Genotyp AABB) verglichen. Im Hinblick auf die Lokalisation konnte ein Einfluss ausgemacht werden. In den Tieren des Wildtyps waren die Immunreaktionen für beide Peptide diffus über den SCN verteilt, während in den Tieren des Genotyps AAbb eine stärkere GRP-Immunantwort im dorsomedialen Bereich festgestellt wurde. Hingegen war die NPY-Immunantwort im ventrolateralen Bereich des SCN bei den Tieren des Genotyps aaBB verstärkt. Das Fehlen beider Rezeptoren in den aabb Tieren führt für beide Peptide zu einem stark verkürzten Maximum in der Immunantwort. Die Melatoninrezeptoren dürften also eine wichtige Funktion für die Steuerung des Gehalts der Peptide über einen längeren Zeitraum hinweg besitzen. Das Fehlen eines einzelnen Rezeptors ergibt allerdings keinen so einheitlichen Befund. Bei der Untersuchung der Immunantwort in den Genotypen AAbb und aaBB konnte ein GRP-Profil mit mehreren Maxima und Minima ausgemacht werden. Bei den aaBB-Tieren kam es zu einer Verschiebung der NPY-Immunantwort, so dass diese in der späten Licht- und in der Dunkelphase erhöht war, während sie bei den anderen Genotypen in der gesamten Lichtphase maximale Werte erreichte. Die Befunde aus der vorliegenden Arbeit geben deutliche Hinweise darauf, dass das Fehlen der Melatoninrezeptoren einen Einfluss auf den Gehalt und die Lokalisation der untersuchten Peptide hat. Die hier durchgeführten Untersuchungen ergeben allerdings noch kein klares Bild über die konkreten Wirkungsmechanismen dieser Effekte. Es wäre nun interessant herauszufinden wodurch diese Veränderungen zustande kommen. Hierbei sind mehrere Möglichkeiten denkbar, da der Gehalt eines Peptids in der Zelle durch verschiedene Mechanismen verändert werden kann. Die Regulation kann z.B.schon bei der Bildung der Peptide stattfinden, also auf der Ebene der Translation oder Transkription. Durch in situ-Hybridisierung kann Gehalt an mRNA sichtbar gemacht werden, und so Veränderungen der Transkription des Gens nachgewiesen werden. Andererseits kann für eine verminderte Immunreaktion in der Zelle auch eine verstärkte Freisetzung des Peptids in die Cerebrospinalflüssigkeit verantwortlich sein, in der es z. B. durch Microdialyse nachgewiesen werden kann (Kalsbeek et al. 1995). Wenn weder die Produktion, noch die Ausschüttung des Peptids für eine veränderte Immunreaktion verantwortlich sind, ist vermutlich der Abbau betroffen. In eukaryotischen Zellen stellt der Abbau von Proteinen mit Hilfe von Proteasomen einen wichtigen Abbauweg dar. Proteine, die zum proteasomalen Abbau in der Zelle bestimmt sind, werden zuvor durch Bindung mehrerer Einheiten des Polypeptids Ubiquitin, das als eine Art "Adresse" funktioniert, gekennzeichnet. Um den proteasomalen Abbau eines beliebigen Proteins zu zeigen, muß daher zunächst nachgewiesen werden, daß Ubiquitin an dieses Protein bindet (Ciechanover et al. 1984). Dies könnte z.B. mit Hilfe der Immunpräzipitation durchgeführt werden. So ergibt sich aus der vorliegenden Arbeit eine Vielzahl neuer Möglichkeiten die Wirkmechanismen der Melatoninrezeptoren im SCN weiter aufzuklären.
• The central circadian pacemaker of mammals, the suprachiasmatic nucleus (SCN) comprises neurons immunoreactive for gastrin releasing peptide (GRP), is innervated by neuropeptide Y (NPY)-immunoreactive nerve fibers originating from the intergeniculate leaflet, and contains melatonin receptors in hgih density. This study examines how deletion of the two melatonin receptors characterized in mammals so far (Mel1A and Mel1B) affects the localization and the circadian distribution of NPY and GRP. The two neuropeptides were demonstrated by immunocytochemistry in the SCN of mice with intact melatonin receptors (genotype AABB) and in the SCN of mice with deletion of either the Mel1A receptor (genotype aaBB), the Mel1B receptor (genotype AAbb) or of both receptors (genotype aabb). In wildtype animals (AABB) the immunoreactions for both neuropeptides resembled the pattern observed in other rodent species. As compared to AABB, animals of the genotype AAbb displayed a stronger GRP immunoreaction within the dorsomedial subdivision of the SCN and animals of the genotype aaBB showed a stronger immunoreaction for NPY in the ventrolateral subdvision of the SCN. In aabb-animals with deletion of both receptors the maxima of the immunoreactions for both neuropeptides persisted for a shorter time period than in wildtype mice. The findings obtained in this study provide evidence that melatonin and its receptors influences GRP neurons and NPY nerve fibers in the SCN. The precise mechanisms through which melatonin affects these two neuropeptidergic systems remain to be elucidated. Also the behavioral consequences of the observed changes in the GRP and NPY system need to be analyzed in further studies.