Geruchsstoffinduzierte Aktivität im Bulbus olfactorius der Maus: Aktivitätsmuster der olfaktorischen Rezeptorneuronen und Entwicklung eines Mausmodells zur aktivitätsabhängigen Markierung der Büschel- und Mitralzellen.

Der olfaktorische Bulbus von Nagern besitzt eine grobe chemotope und hierarchische Organisation: Geruchsstoffe einer Geruchsstoffklasse erregen Großteils die selben Bulbusregionen. Innerhalb dieser Repräsentationsdomänen erregen ähnliche Geruchsstoffe überlappende Muster aus aktivierten Glomeruli. Letztendlich identifiziert die genaue glomeruläre Zusammensetzung eines Aktivitätsmusters den Geruchsstoff eindeutig. In einem Glomerulus terminieren nur rezeptorgleiche Riechsinneszellen. In der Maus können, durch die Verwendung von transgenen Tieren, die mit der sogenannte knock-in Technik, basierend auf der homologen Rekombination, erzeugt wurden, bestimmte olfaktorische Rezeptorgene markiert werden. In vivo können so Neurone, die diese olfaktorischen Rezeptoren exprimieren, genauso wie die durch diese olfaktorischen Rezeptoren charakterisierten Glomeruli, identifiziert werden. Demnach kann in der Maus aus der Aktivität eines genetisch markierten Glomerulus auf das Ligandenspektrum des, den Glomerulus charakterisierenden Geruchsrezeptors, und aus den glomerulären Aktivitätsmustern auf die Aktivität vieler Geruchsrezeptoren auf einmal geschlossen werden. Letzteres wird durch die optische Ableitung der Oberflächenaktivität eines Bulbusauschnittes erreicht. In der vorliegenden Arbeit wurde diese Methode angewendet, um Grundlagen der Kodierung im Bulbus olfactorius der Maus zu beschreiben. So wurde die Bedeutung der Molekülstruktur und Konzentration eines Geruchsstoffes für die Rezeptor-Liganden-Wechselwirkung ermittelt und eine grobe Korrelation zwischen Geruchsrezeptorfamilien und Aktivitätsmustern hergestellt. Darüber hinaus wurden weitgehendst unbekannte Liganden eines Geruchsrezeptors gefunden. Im dorsalen Bulbusausschnitt von Mäusen konnte eine etwa 80 Glomeruli umfassende Aldehyd-Domäne und eine 30 bis 40 Glomeruli umfassende posterior-dorsale Domäne in der zyklische Verbindungen repräsentiert wurden, beschrieben werden. Glomeruli beider Domänen konnten zum Teil durch Geruchsstoffe, die in der jeweils andere Domäne repräsentiert waren stimuliert werden. Mit niedrigen Geruchsstoffkonzentrationen wurden Aktivitätsmuster aus 10 bis 20 aktivierten Glomeruli erregt. Zunehmende Geruchsstoffkonzentrationen bewirkten zunehmend mehr aktivierte Glomeruli, wobei die relative Gewichtung eines Glomerulus innerhalb des Aktivitätsmusters von der Konzentration abhing und variierte. Nicht nur unterschiedliche Geruchsstoffe, sondern auch unterschiedliche Konzentrationen eines Geruchsstoffes evozierten verschiedene Aktivitätsmuster. In zwei Mäusen, in denen der M72-Glomerulus genetisch identifizierbar war, konnte für den M72-Geruchsrezeptor Cyclohexanon als Ligand demonstriert werden. Nitrobenzol und Benzaldehyd vermochten M72 nur sehr schwach, beziehungsweise nur in einem Tier deutlich, zu aktivieren. Insgesamt schienen die Glomeruli der M72-Region unterschiedlichere Ligandenspektren, als die Glomeruli der Aldehyd-Domäne aufzuweisen. Eine Erklärung hierfür könnten die relativ kleinen Rezeptorsubfamilien der M72 verwandten Geruchsrezeptoren, mit nur jeweils wenigen eng verwandten Rezeptoren, liefern. Nach dem heutigen Verständnis des glomerulären Anordnungsprinzipes sollten die Glomeruli der M72 Geruchsrezeptorfamilie in der M72-Region liegen, und nur eng verwandte Geruchsrezeptoren sollten ähnliche Ligandenspektren aufweisen. Demnach würde man ein heterogenes Ligandenspektren der Glomeruli aus der M72-Region erwarten. In einem weitergehenden experimentellen Ansatz wurde versucht, das neuronale Netzwerk des olfaktorischen Bulbus durch die Hilfe einer zelltypspezifischen aktivitätsabhängigen Markierung in seine zellulären Komponenten zu zerlegen. Um dies zu erreichen sollten zwei Mauslinie erzeugt werden. In einer Mausline würde die Expression der Sequenzspezifischen Rekombinase Cre unter dem büschel- und mitralzellspezifischen Promoter T-bet gestellt werden. In der zweiten Mauslinie würde die EGFP Expression unter dem aktivitätsabhängigen Promoter cfos nur dann erfolgen, wenn zuvor Cre-vermittelt eine translationale Stop-Kassette entfernt wurde. Durch die Kreuzung der beiden Mauslinien sollte nur in Büschel- und Mitralzellen die aktivitätsabhängige EGFP Expression erfolgen. An der Konstruktion einer cfos/EGFP Mauslinie wird zur Zeit in dem Labor von Prof. S. Korsching (als ein Projekt von Sunil Kumar) gearbeitet. In der hier vorliegenden Arbeit konnte die Erzeugung einer T-bet/Cre Founder-Maus gezeigt werden, die jedoch nicht weiter verpaart werden konnte und folglich die Etablierung einer Mauslinie nicht möglich war

Hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-gated channels are differentially expressed in juxtaglomerular cells in the olfactory bulb of mice

In the olfactory bulb, input from olfactory receptor neurons is processed by neuronal networks before it is relayed to higher brain regions. In many neurons, hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-gated (HCN) channels generate and control oscillations of the membrane potential. Oscillations also appear crucial for information processing in the olfactory bulb. Four channel isoforms exist (HCN1–HCN4) that can form homo- or heteromers. Here, we describe the expression pattern of HCN isoforms in the olfactory bulb of mice by using a novel and comprehensive set of antibodies against all four isoforms. HCN isoforms are abundantly expressed in the olfactory bulb. HCN channels can be detected in most cell populations identified by commonly used marker antibodies. The combination of staining with marker and HCN antibodies has revealed at least 17 different staining patterns in juxtaglomerular cells. Furthermore, HCN isoforms give rise to an unexpected wealth of co-expression patterns but are rarely expressed in the same combination and at the same level in two given cell populations. Therefore, heteromeric HCN channels may exist in several cell populations in vivo. Our results suggest that HCN channels play an important role in olfactory information processing. The staining patterns are consistent with the possibility that both homomeric and heteromeric HCN channels are involved in oscillations of the membrane potential of juxtaglomerular cells

Sphingomyelin and phosphatidylcholine contrarily affect the induction of apoptosis in intestinal epithelial cells

SCOPE: The major alimentary sources for the plasma membrane lipid sphingomyelin (SM) are dairy products, eggs, and meat. We recently reported that the SM metabolite ceramide induces cathepsin D mediated apoptosis in murine intestinal epithelial cells (IECs) and increases inflammation in acute colitis. We investigated the impact of SM and phosphatidylcholine on apoptosis in human IECs and point out BH3-interacting death agonist (BID) as link between cathepsin D and apoptosis. METHODS AND RESULTS: HT-29 and isolated human IECs were stimulated with SM or phosphatidylcholine. SM treatment resulted in increased apoptosis. Phosphatidylcholine showed contrary effects. Western revealed higher amounts of cathepsin D and BID activation upon lipid stimulation. Western blotting revealed BID activation through SM in both an induced and a spontaneous mouse model of colitis. CONCLUSION: Dietary phospholipids may induce or abolish apoptosis in IECs and seem to play a role in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases. This nutritional factor might be considered when evaluating the pathogenesis of inflammatory bowel diseases. Effects of SMase- and SM treatment on inflammation in dextran sulfate sodium induced animal models of colitis and in vitro experiments are discussed as controversial. Variable sources of SM, feeding techniques, and mouse strains might play a role

Advanced light microscopy core facilities : Balancing service, science and career

Core Facilities (CF) for advanced light microscopy (ALM) have become indispensable support units for research in the life sciences. Their organizational structure and technical characteristics are quite diverse, although the tasks they pursue and the services they offer are similar. Therefore, throughout Europe, scientists from ALM-CFs are forming networks to promote interactions and discuss best practice models. Here, we present recommendations for ALM-CF operations elaborated by the workgroups of the German network of ALM-CFs, German Bio-Imaging (GerBI). We address technical aspects of CF planning and instrument maintainance, give advice on the organization and management of an ALM-CF, propose a scheme for the training of CF users, and provide an overview of current resources for image processing and analysis. Further, we elaborate on the new challenges and opportunities for professional development and careers created by CFs. While some information specifically refers to the German academic system, most of the content of this article is of general interest for CFs in the life sciences. Microsc. Res. Tech. 79:463-479, 2016.publishe

Advanced light microscopy core facilities : balancing service, science and career

Core Facilities (CF) for advanced light microscopy (ALM) have become indispensable support units for research in the life sciences. Their organizational structure and technical characteristics are quite diverse, although the tasks they pursue and the services they offer are similar. Therefore, throughout Europe, scientists from ALM‐CFs are forming networks to promote interactions and discuss best practice models. Here, we present recommendations for ALM‐CF operations elaborated by the workgroups of the German network of ALM‐CFs, German Bio‐Imaging (GerBI). We address technical aspects of CF planning and instrument maintainance, give advice on the organization and management of an ALM‐CF, propose a scheme for the training of CF users, and provide an overview of current resources for image processing and analysis. Further, we elaborate on the new challenges and opportunities for professional development and careers created by CFs. While some information specifically refers to the German academic system, most of the content of this article is of general interest for CFs in the life sciences

Advanced Light Microscopy Core Facilities : Balancing Service, Science and Career

Core Facilitys für hochentwickelte Lichtmikroskopie (ALM-CFs, Advanced Light Microscopy Core Facilities) sind für die Lebenswissenschaften unentbehrliche Forschungsinfrastrukturen. Sie können sich je nach Trägerinstitution zwar in ihrer Organisation und der technisch-apparativen Ausstattung unterscheiden, übernehmen aber sehr ähnliche Aufgaben und bieten vergleichbare Dienste an. Daher sind aus der Wissenschaftlergemeinschaft der ALM-CFs in ganz Europa Netzwerke entstanden, um den Informations- und Wissensaustausch zu fördern und über Best-Practice-Modelle zu diskutieren. In diesem Beitrag stellen wir Empfehlungen für den Betrieb von ALM-CFs vor, die von den Arbeitsgruppen des deutschen Netzwerkes für Mikroskopie, German BioImaging (GerBI), erarbeitet wurden. Wir behandeln technische Gesichtspunkte der ALM-CF-Planung und der Instrumentenwartung, formulieren Ratschläge zu Organisation und Management einer ALM-CF, schlagen ein Trainingsmodell für CF-Nutzerinnen und -Nutzer vor und geben einen Überblick über das gegenwärtige Ressourcenangebot für Bildverarbeitung und -analyse. Darüber hinaus befassen wir uns mit den neuen Herausforderungen und Perspektiven für die berufliche Entwicklung und die akademische Karriere, die durch CFs entstehen. Während einige Informationen sich spezifisch auf das deutsche akademische System beziehen, ist der Großteil des Inhalts dieses Artikels von allgemeinem Interesse für CFs in den Lebenswissenschaften.publishe