Detection and quantification of GABAergic markers in histaminergic neurons

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201806132588
Title: Detection and quantification of GABAergic markers in histaminergic neurons
Author: Kauhanen, Jenna
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine
Thesis level: master's thesis
Abstract: Histamiini on tärkeä hermovälittäjäaine keskushermostossa. Se on osallisena esim. vuorokausirytmissä, endokriinisessä ja energiahomeostaasissa sekä synaptisessa muovautumisessa ja oppimisessa. Sitä muodostetaan L-histidiinistä reaktiolla, jota katalysoi entsyymi nimeltä histidiinidekarboksylaasi (HDC). Melkein kaikilla lajeilla on histamiinia kehossaan, mutta sen määrä vaihtelee lajien välillä. Histaminergiset neuronit sijaitsevat hypotalamuksen takaosan tuberomamillaarisessa tumakkeessa (TMN). Histamiinireseptoreja on nisäkkäillä neljä ja ne kaikki ovat metobotrooppisia GPCR-reseptoreja. Näistä kolme ensimmäistä (Hrh1, Hrh2 ja Hrh3) ilmentyvät myös aivoissa. Periferiassa sen sijaan on Hrh1:n ja Hrh2:n lisäksi Hrh4, jota esiintyy pääasiassa syöttösoluissa ja luuytimessä. Reseptoreilla on eri tehtävät. Esimerkiksi Hrh1 säätelee valppautta ja hereillä oloa, kun taas Hrh2 osallistuu oppimiseen ja muistiin. On todistettu, että histaminergiset neuronit sisältävät GABAa tuottavaa entsyymiä (GAD1) ja välittäjäaine GABAa. Tällöin histaminergisissa neuroneissa pitäisi myös olla VGAT-proteiinia, joka vastaa GABAn kuljetuksesta eeritysrakkuloihin. Tässä tutkimuksessa pyrimme selvittämään hypotalamisten histaminergisten neuronien GABAergistä fenotyyppiä in situ-hybridisaatiolla. Erityisesti meitä kiinnosti VGAT- ja HDC-mRNAn ilmentyminen yhdessä. Tutkimuksessa käytettiin sekä hiirtä että seeprakalaa. Hiiren HDC-neuroneista 99.65% ilmensi myös GAD1:tä ja VGAT:n ja HDC:n yhteisilmentymisen aste oli myös korkea (94.53%). Sama ilmiö todettiin myös seeprakalalla. Tuloksemme osoittavat, että histaminergiset neuronit, jotka myös sisältävät VGAT:a, voivat potentiaalisesti myös vapauttaa GABAa. Jos GABA vapautuu samalla tavalla kuin histamiini, parakriinisesti, se aiheuttaa enemmänkin jatkuvan kuin jaksottaisen inhibition, joka tasapainottaa histamiinin vaikutukset hereillä ollessa. Se, että VGAT-mRNA löydettiin myös seeprakalan histaminergisista neuroneista osoittaa, että histamiini-GABA – järjestelmä on selkärankaisilla yleinen.Histamine is an important neurotransmitter in the central nervous system (CNS). It is involved e.g. in the sleep-wake cycle, endocrine and energy homeostasis as well as in synaptic plasticity and learning. It is produced from L-histidine by histidine decarboxylase (HDC). Almost all species have histamine in their body although the amount varies between species. Histaminergic neurons are located in the tuberomamillary nucleus (TMN) of the posterior hypothalamus. There are four different histamine receptors in mammals and they are all metabotropic GPCR receptors. The first three (Hrh1, Hrh2 and Hrh3) are located in the brain while Hrh1 and Hrh2 along with Hrh4 that is mainly found in mast cells, are found in the periphery. Receptors have different functions e.g. Hrh1 regulates wakefulness and alertness while Hrh2 is involved in learning and memory. It is established that histaminergic neurons contain GABA-producing enzyme GAD1 and GABA itself. In the present study we aimed to evaluate GABAergic phenotype of the hypothalamic histaminergic neurons with double fluorescent in situ hybridization. Specifically, we were interested in co-existence of VGAT, which is responsible for vesicular release of GABA, and HDC mRNA. The animals used in this study were mouse and zebrafish. The percentage of mouse HDC-neurons that expressed GAD1 was 99.65% and co-expression for VGAT was also high (94.53%). This coexistence was verified also in the zebrafish model. Our data suggest that histaminergic neurons containing VGAT mRNA and are potentially able to release GABA. If GABA is released in a paracrine manner like histamine, it causes tonic inhibition that counterbalances the effects of histamine during wakefulness. The fact that VGAT mRNA was also found in zebrafish histaminergic neurons indicates that histamine-GABA system is preserved among species.
URI: URN:NBN:fi:hulib-201806132588
http://hdl.handle.net/10138/236217
Date: 2018
Subject: Brain
Histamine
GABA


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record