Untersuchungen zur Funktion der Phosphoinositid 3-Kinase [Gamma] (PI3K[gamma]) in neuronalen Zellen

Die Phosphoinositid 3-Kinasen (PI3K) steuern als intrazelluläre Signalproteine wichtige Zellfunktionen in eukaryotischen Organismen. Gegenstand der hier vorgestellten Untersuchungen sind neuronale Funktionen der PI3K-Isoform ɣ. Bisher wurde die PI3Kɣ im hämatopoietischen System und Kardiomyozyten beschrieben. Wir konnten nun einen Nachweis von PI3Kɣ in Zelllinien und Primärmaterial des Neuroblastoms erbringen. Unsere verhaltensbiologischen Untersuchungen an Wildtyp- und PI3Kɣ knockout Mäusen zeigten eine veränderte primäre Schmerzverarbeitung nach Gabe des µ-Opioidrezeptor- (MOR-) Agonisten Morphin. Wir konnten eine verzögerte akute Antinozizeption nach i.p. Injektion von Morphin im Tail-Flick- und Hot-Plate-Test in der PI3Kɣ knockout Maus nachweisen. Die Analyse der Opioid-induzierten Toleranzentwicklung zeigte eine reduzierte Morphin-Toleranz in PI3Kɣ knockout Mäusen. Im Einklang mit den Verhaltensdaten war der Nachweis der PI3Kɣ in Neuronen der primären sensorischen Afferenzen des peripheren Nervensystems. PI3Kɣ-positive Neurone zeigten eine Kolokalisierung des TRPV1-Ionenkanals und des MOR. Damit konnte eine Subpopulation nozizeptiver C-Faser-Neurone als PI3Kɣ-positiv erkannt werden. Primärzellen von Hinterwurzelganglien (DRG) wurden durch Messung von Calciumströmen mittels voltage-clamp Methode analysiert. Dabei zeigten sich Unterschiede bei chronischer Applikation der Opioide in Wildtyp- und PI3Kɣ knockout DRG-Zellen. Die MOR-Agonisten Morphin und DAMGO bewirkten eine reduzierte bis ausbleibende Desensitisierung des MOR in PI3Kɣ knockout Zellen. Die Desensitisierung des Rezeptors in Wildtyp-C-Faser-Neuronen konnte durch den PI3Kɣ-spezifischen Inhibitor AS605240 und den PKC-Inhibitor Bisindolylmaleinimid I gehemmt werden. In dieser Arbeit konnte eine spezifische Expression von PI3Kɣ im Nervensystem nachgewiesen werden. Eine wesentliche neuronale Funktion erfüllt PI3Kɣ als Mediator chronischer Opioideffekte wie Desensitisierung und Toleranzentwicklung