TRPV1 is a polympdal receptor in nociceptive spinal sensory neurons

In der vorliegenden Arbeit wurde mittels der Whole-Cell Patch-Clamp Methode sensible Neurone von transgenen Mäusen untersucht, bei denen das Gen für TRPV1 (transient receptor potential V1) deletiert wurde. Das Ergebniss wurde mit den Daten von Wildtyp Mäusen verglichen. TRPV1 (früher VR1; vanilloid receptor 1) wird nahezu selektiv in sensiblen Neuronen exprimiert und wird im heterologen Expressionssystem durch Vanilloide, Hitze (> 43°C) und Protonen aktiviert. Durch diese Eigenschaften scheint TRPV1 für die rezeptiven Eigenschaften polymodaler Nozizeptoren von großer Bedeutung zu sein. Als ein Model des peripheren afferenten Neurons wurde die Aktivierbarkeit kultivierter Spinalganglienzellen durch Vanilloide, Protonen und Hitze elektrophysiologisch untersucht. Während etwa 35% der Wildtyp-Zellen Vanilloid-sensibel waren, fehlte in Zellen der TRPV1-knockout Maus jegliche Vanilloid-Sensibilität. Auch bei der Protonen-Sensibilität wurde eine signifikante Reduktion in TRPV1-knockout Zellen beobachtet. In Wildtyp-Zellen wurde eine hohe Protonen-Sensibilität fast ausschliesslich in Vanilloid-sensiblen Zellen beobachtet. Hitze-induzierte Einwärtsströme mit einer Aktivierungsschwelle bei 43°C wurden ausschliesslich in Vanilloid-sensiblen Zellen der Wildtyp-Maus beobachtet. Dagegen wurden Hitze-induzierte Einwärtsströme mit einer Aktivierungsschwelle über 53°C in sowohl Wildtyp- als auch in TRPV1-knockout Zellen beobachtet. Im Bezug auf die Bedetung von TRPV1, wurde die Funktionalität zwei distinkter Populationen von Spinalganglienzellen, NGF- bzw. GDNF-abhängigen Neuronen, durch eine Lebendfärbung mit IB4-FITC untersucht. Hinsichtlich Vanilloid-, Protonen-, Hitze-Sensibilitöt wurden jedoch keine Unterschiede zwischen IB4-negative und IB4-positive Neuronen beobachtet. Die vorliegende Studie zeigt damit, dass TRPV1 für Vanilliod-Sensibilität sensibler Neurone essentiell ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass TRPV1 ein wichtiges Transduktionselement für sowohl die Protonen-Sensibilität als auch für die Hitze-Sensibilität in Spinalganglienzellen darstellt. Die Daten dieser zellulären Untersuchungen konnten in weiteren in vitro und in vivo Untersuchungen bestätigt werden (Caterina et al., 2000).In the present study, the whole-cell patch-clamp technique was applied to investigate sensory neurons from wildtype-mice and from mice lacking TRPV1 (transient receptor potential V1). TRPV1 (previously VR1; vanilloid receptor 1) is specifically expressed in sensory neurons and when heterologously expressed, TRPV1 is activated by vanilloids, heat (> 43°C) and protons. Thus these properties strongly suggest that TRPV1 is significantly contributing to the receptive properties of polymodal nociceptors. As model for the peripheral afferent neuron, the sensitivity of cultured dorsal root ganglia (DRG) neurons to vanilloids, protons and heat was investigated. Whereas 35% of the wildtype-cells were sensitive to vanilloids, none of the TRPV1-knockout cells generated vanilloid-evoked inward-currents. Furthermore, the proton-sensitivity of TRPV1-knockout neurons was significantly reduced. In wildtype-cells, large proton-evoked inward-currents were restricted to vanilloid-sensitive cells. Heat-evoked inward-currents with a threshold for activation around 43°C were only observed in vanilloid-sensitive neurons from wildtype mice. In contrast, heat-induced currents with a threshold for activation > 53°C were observed in both wildtype- and knockout neurons. In respect to the role of TRPV1 sensory neurons, functional properties of two distinct populations of DRG neurons were investigated. NGF- respectively GDNF-dependent neurons were separately investigated after staining of vital neurons with IB4-FITC. In the present study, the vanilloid-, proton- and heat-sensitivity of IB4-negative and IB4-positive neurons were not significantly different. The present study clearly demonstrates that TRPV1 is the only vanilliod-sensitive receptor in sensory neurons. Furthermore, TRPV1 is an important detector for both protons and heat in nociceptive sensory neurons. The data from this cellular essay were in good agreement with other in vitro and in vivo essays (Caterina et al., 2000)