The topographic complexity of the mouse retina, which lacks features like the fovea, has long been underestimated. However, recent evidence has revealed anatomical and functional gradients in different retinal cell types, such as bipolar and ganglion cells. Much less is known about the topographic variations in horizontal cells. These cells form large, gap junction-coupled networks and provide feedback to photoreceptors and feedforward signaling to bipolar cells, thereby creating the antagonistic receptive fields of downstream neurons. Using intracellular injections, this thesis investigated regional specializations in mouse horizontal cells and found topographic variations, for example in gap junction coupling. These variations likely result in different spatial scales of how horizontal cells provide feedback to postsynaptic cells and may underlie the different response properties previously reported for dorsal and ventral retinal ganglion cells.
Die topographische Komplexität der Mäusenetzhaut, der Merkmale wie die Fovea fehlen, wurde lange Zeit unterschätzt. Jüngste Studien haben jedoch Gradienten in verschiedenen Zelltypen der Netzhaut, wie z. B. Bipolar- und Ganglienzellen, gezeigt. Über die topografischen Variationen bei den Horizontalzellen ist sehr wenig bekannt. Diese Zellen bilden große, über Gap Junctions gekoppelte Netzwerke und liefern Feedback-Signale an Fotorezeptoren und Feedforward-Signale an Bipolarzellen, wodurch sie die antagonistischen rezeptiven Felder der nachgeschalteten Neuronen formen. Mit Hilfe intrazellulärer Injektionen wurden in dieser Arbeit regionale Spezialisierungen in Horizontalzellen der Maus untersucht und topografische Variationen, z. B. bei der Horizontalzell-Kopplung, festgestellt. Diese Variationen könnten die Ursache für die unterschiedlichen Eigenschaften sein, die zuvor für dorsale und ventrale retinale Ganglienzellen berichtet wurden.
An der Photorezeptor-Bandsynapse werden die Lichtinformationen der Photorezeptoren auf Horizontalzellen und Bipolarzellen übertragen. In dieser Arbeit sollte anhand von Horizontalzell-ablatierten und konditionalen N-Cadherin-Knock-Out-Mäusen untersucht werden, welche Rolle Horizontalzellen und N-Cadherin in der Entwicklung dieser Synapse spielen. Eine immunhistochemische und elektronenmikroskopische Analyse der Horizontalzell-ablatierten Retinen zeigte, dass in den Photorezeptorterminalien invaginierende ON-Bipolarzelldendriten fehlten und der Proteinband-Aufbau und die postsynaptische Rekrutierung von mGluR6 und GPR179 gestört war. Diese Befunde demonstrieren, dass die Horizontalzellen für die Bildung der Synapsen zwischen Photorezeptoren und ON-Bipolarzellen essenziell sind. Cdh2fl/fl:Cx57+/Cre-Mäuse waren nicht überlebensfähig, weshalb sie sich nicht zur Untersuchung der Entwicklung der Photorezeptor-Bandsynapsen in Abwesenheit der N-Cadherin-Expression in Horizontalzellen eigneten.
At the photoreceptor ribbon synapse, photoreceptors transfer light information to horizontal cells and bipolar cells. This thesis aimed to investigate the role of horizontal cells and N-cadherin in the formation of this synapse with the help of horizontal cell-ablated and conditional N-cadherin knock-out mice. Immunohistochemical and electron microscopic analysis of horizontal cell-ablated retinae revealed that photoreceptor terminals were lacking invaginating ON bipolar cell dendrites. Moreover, ribbon assembly and postsynaptic recruitment of mGluR6 and GPR179 was impaired. These findings demonstrate that horizontal cells are essential for the formation of synapses between photoreceptors and ON bipolar cells. Cdh2fl/fl:Cx57+/Cre mice were not viable and thus not suitable to investigate the formation of the photoreceptor ribbon synapse in the absence of N-cadherin expression in horizontal cells.
An der Photorezeptor-Bandsynapse werden die Lichtinformationen der Photorezeptoren auf Horizontalzellen und Bipolarzellen übertragen. In dieser Arbeit sollte anhand von Horizontalzell-ablatierten und konditionalen N-Cadherin-Knock-Out-Mäusen untersucht werden, welche Rolle Horizontalzellen und N-Cadherin in der Entwicklung dieser Synapse spielen. Eine immunhistochemische und elektronenmikroskopische Analyse der Horizontalzell-ablatierten Retinen zeigte, dass in den Photorezeptorterminalien invaginierende ON-Bipolarzelldendriten fehlten und der Proteinband-Aufbau und die postsynaptische Rekrutierung von mGluR6 und GPR179 gestört war. Diese Befunde demonstrieren, dass die Horizontalzellen für die Bildung der Synapsen zwischen Photorezeptoren und ON-Bipolarzellen essenziell sind. Cdh2fl/fl:Cx57+/Cre-Mäuse waren nicht überlebensfähig, weshalb sie sich nicht zur Untersuchung der Entwicklung der Photorezeptor-Bandsynapsen in Abwesenheit der N-Cadherin-Expression in Horizontalzellen eigneten.
At the photoreceptor ribbon synapse, photoreceptors transfer light information to horizontal cells and bipolar cells. This thesis aimed to investigate the role of horizontal cells and N-cadherin in the formation of this synapse with the help of horizontal cell-ablated and conditional N-cadherin knock-out mice. Immunohistochemical and electron microscopic analysis of horizontal cell-ablated retinae revealed that photoreceptor terminals were lacking invaginating ON bipolar cell dendrites. Moreover, ribbon assembly and postsynaptic recruitment of mGluR6 and GPR179 was impaired. These findings demonstrate that horizontal cells are essential for the formation of synapses between photoreceptors and ON bipolar cells. Cdh2fl/fl:Cx57+/Cre mice were not viable and thus not suitable to investigate the formation of the photoreceptor ribbon synapse in the absence of N-cadherin expression in horizontal cells.
