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Heterogeneity of GABAA Receptors and interneurons in the Amygdala


Marowsky, Anne. Heterogeneity of GABAA Receptors and interneurons in the Amygdala. 2005, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Zusammenfassung Die Amygdala spielt eine wichtige Rolle bei negativen Emotionen wie Angst und den damit verbundenen Gedächtnisvorgängen. Wesentlich für den korrekten Ablauf dieser Prozesse ist das GABAerge inhibitorische System, dessen Schlüsselkomponenten Interneurone und GABAA-Rezeptoren sind. Im ersten Teil der Arbeit wurden die Verteilung verschiedener alpha-Untereinheiten von GABAA-Rezeptoren und ihr relativer Anteil an inhibitorischen Strömen immunohistochemisch und elektrophysiologisch in der Maus-Amygdala untersucht. Der Grossteil inhibitorischer Ströme im basolateralen und im zentralen Kern wird von alpha2- GABAA-Rezeptoren getragen. Alpha1-vermittelte Ströme fehlen gänzlich im zentralen Kern, während die alpha3-Untereinheit nur minimal in beiden Kernen zur Inhibition beiträgt. Im Hippocampus formen Interneurone, die den Cannabinoid Rezeptor 1 (CB1) tragen, bevorzugt Synapsen mit alpha2-GABAA-Rezeptoren. Anders in der Amygdala: Zumindest im basolateralen Kern trägt der grössere Teil der CB1-Synapsen alpha1-GABAA-Rezeptoren. Der zweite Teil fokussiert auf die Charakterisierung eines Subtyps von Interneuronen, den sogenannten parakapsulären Zellen. Diese GABAergen Zellen ummanteln in grossen Clustern den basolateralen Kern und werden cortical aktiviert. Sie hemmen basolaterale Pyramidenzellen und Zellen des zentralen Kerns. Moduliert werden diese Interneurone über Dopamin. Aktivierung von D1-Rezeptoren öffnet G-Protein-abhängige Kalium-Kanäle und führt zur Hyperpolarisierung. Pyramidenzellen und andere Interneuronen hingegen werden D1-Rezeptor-vermittelt depolarisiert. Das etwa in Stress-Situationen ausgeschüttete Dopamin vermindert also die über die parakapsulären Zellen vermittelte corticale Kontrolle über die Amygdala und führt zu einer weniger gehemmten affektiven Reaktion.
Summary The amygdala plays a crucial role in emotions, particular negative ones such as anxiety, and in related memory processes. To ensure appropriate emotional responses, an intact inhibitory system is essential, yet little is known about inhibitory GABAergic neurons and GABAA receptors in the amygdala. We therefore investigated electrophysiologically the contribution of different alpha-subunits of the GABAA receptor to inhibitory currents and mapped these subunits also immunohistochemically in mouse amygdala. We found that alpha2-GABAA receptors carry the bulk of inhibitory currents in the basolateral and in the central nucleus. While the alpha1-subunit was completely absent from the central nucleus, the alpha3-subunit contributes only modestly to inhibition in both nuclei. In addition, we detected that inhibitory terminals carrying cannabinoid receptor 1 (CB1) targeted predominantly alpha1-subunit containing GABAA receptors, which is in contrast to the situation in the hippocampus. The second part focussed on a specific type of amygdala interneurons, the so-called paracapsular cells. These small cells form distinct clusters around the basolateral complex. They are cortically activated and inhibit projection cells of the basolateral and the central nucleus. Dopamine modulates this inhibitory gate: Activation of D1 receptors opens a G- protein-dependent potassium conductance and thus hyperpolarizes these interneurons. In contrast, projection cells and other interneurons within the basolateral nucleus depolarize in response to dopamine and D1 receptor agonists. These findings complement recent in vivo studies, in which dopamine (via D1 receptor activation) was shown to attenuate cortical suppression of the amygdala, thereby facilitating sensory-driven affective responses.

Abstract

Zusammenfassung Die Amygdala spielt eine wichtige Rolle bei negativen Emotionen wie Angst und den damit verbundenen Gedächtnisvorgängen. Wesentlich für den korrekten Ablauf dieser Prozesse ist das GABAerge inhibitorische System, dessen Schlüsselkomponenten Interneurone und GABAA-Rezeptoren sind. Im ersten Teil der Arbeit wurden die Verteilung verschiedener alpha-Untereinheiten von GABAA-Rezeptoren und ihr relativer Anteil an inhibitorischen Strömen immunohistochemisch und elektrophysiologisch in der Maus-Amygdala untersucht. Der Grossteil inhibitorischer Ströme im basolateralen und im zentralen Kern wird von alpha2- GABAA-Rezeptoren getragen. Alpha1-vermittelte Ströme fehlen gänzlich im zentralen Kern, während die alpha3-Untereinheit nur minimal in beiden Kernen zur Inhibition beiträgt. Im Hippocampus formen Interneurone, die den Cannabinoid Rezeptor 1 (CB1) tragen, bevorzugt Synapsen mit alpha2-GABAA-Rezeptoren. Anders in der Amygdala: Zumindest im basolateralen Kern trägt der grössere Teil der CB1-Synapsen alpha1-GABAA-Rezeptoren. Der zweite Teil fokussiert auf die Charakterisierung eines Subtyps von Interneuronen, den sogenannten parakapsulären Zellen. Diese GABAergen Zellen ummanteln in grossen Clustern den basolateralen Kern und werden cortical aktiviert. Sie hemmen basolaterale Pyramidenzellen und Zellen des zentralen Kerns. Moduliert werden diese Interneurone über Dopamin. Aktivierung von D1-Rezeptoren öffnet G-Protein-abhängige Kalium-Kanäle und führt zur Hyperpolarisierung. Pyramidenzellen und andere Interneuronen hingegen werden D1-Rezeptor-vermittelt depolarisiert. Das etwa in Stress-Situationen ausgeschüttete Dopamin vermindert also die über die parakapsulären Zellen vermittelte corticale Kontrolle über die Amygdala und führt zu einer weniger gehemmten affektiven Reaktion.
Summary The amygdala plays a crucial role in emotions, particular negative ones such as anxiety, and in related memory processes. To ensure appropriate emotional responses, an intact inhibitory system is essential, yet little is known about inhibitory GABAergic neurons and GABAA receptors in the amygdala. We therefore investigated electrophysiologically the contribution of different alpha-subunits of the GABAA receptor to inhibitory currents and mapped these subunits also immunohistochemically in mouse amygdala. We found that alpha2-GABAA receptors carry the bulk of inhibitory currents in the basolateral and in the central nucleus. While the alpha1-subunit was completely absent from the central nucleus, the alpha3-subunit contributes only modestly to inhibition in both nuclei. In addition, we detected that inhibitory terminals carrying cannabinoid receptor 1 (CB1) targeted predominantly alpha1-subunit containing GABAA receptors, which is in contrast to the situation in the hippocampus. The second part focussed on a specific type of amygdala interneurons, the so-called paracapsular cells. These small cells form distinct clusters around the basolateral complex. They are cortically activated and inhibit projection cells of the basolateral and the central nucleus. Dopamine modulates this inhibitory gate: Activation of D1 receptors opens a G- protein-dependent potassium conductance and thus hyperpolarizes these interneurons. In contrast, projection cells and other interneurons within the basolateral nucleus depolarize in response to dopamine and D1 receptor agonists. These findings complement recent in vivo studies, in which dopamine (via D1 receptor activation) was shown to attenuate cortical suppression of the amygdala, thereby facilitating sensory-driven affective responses.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Sonderegger Peter
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2005
Deposited On:05 Jun 2019 14:52
Last Modified:07 Apr 2020 07:15
Number of Pages:107
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005155795&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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