A hiperpolarizáció által aktiválódó ciklikus nukleotid-függő kationcsatornák (HCN) és az általuk közvetített hiperpolarizáció során indukálódó kationáram (Ih) fontos szerepet töltenek be az idegsejtek elektromos tulajdonságainak kialakításában és a szinaptikus ingerületáttevődés finomhangolásában. Jelen munkában immunhisztokémiai módszerekkel kimutattuk, hogy sejttestjeiken kívül a gerincvelői dúcsejtek egy részének centrális axonterminálisai is expresszálják a HCN ioncsatornák 2-es izoformáját (HCN2) a patkány gerincvelő hátsó szarvának I-IIo lamináiban. Az I-IIo laminákban végződő primer afferensek neurokémiai azonosításával kimutattuk, hogy HCN2 immunreaktivitást a peptiderg típusú nociceptív primer afferens terminálisok mutatnak. További karakterizálás során azt is sikerült kimutatnunk, hogy a HCN2-pozitív axonterminálisok erőteljes immunreaktivitást mutatnak P-anyagra is. A HCN2-pozitív nociceptív primer afferensek posztszinaptikus kapcsolatait vizsgálva kiderült, hogy elsődlegesen a neurokinin1-receptor-, a calbindin-, az AMPA-típusú glutamátreceptor 2-es alegység- és a µ-opioid-receptor-immunreaktív (feltételezhetően serkentő) interneuronok sejttestjeivel és dendritjeivel alakítanak ki szoros appozíciókat, bár szórványosan GAD65-pozitív (feltételezhetően gátló) interneuronokkal is kapcsolatba lépnek. Elektrofiziológiai vizsgálatainkkal igazoltuk, hogy a nociceptív primer afferensek axonterminálisain kifejeződő HCN2 ioncsatornák funkcióképesek, és növelik a nociceptív primer afferensek és a másodlagos érzőneuronok közötti ingerületáttevődés megbízhatóságát, ezáltal fontos szerepet játszhatnak a nociceptív ingerületátvitel preszinaptikus modulációjában.

Hyperpolarization-activated currents (Ih) mediated by hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channels (HCN) play an important role in shaping up the electrical properties of neurons and fine-tuning of synaptic transmission. Utilizing immunocytochemical methods, here we demonstrated that – in addition to perikarya – HCN ion channel protein isoform 2 (HCN2) is also expressed by central axon terminals of some population of dorsal root ganglion (DRG) neurons in laminae I-IIo of the spinal dorsal horn of rats. With precise neurochemical identification of primary afferents terminating in laminae I-IIo, we demonstrated that HCN2 immunoreactivity is shown by peptidergic nociceptive primary afferent terminals. With further characterization, we also demonstrated that HCN2-positive axon terminals display also a strong immunoreactivity for substance P. Investigating the postsynaptic targets of HCN2-positive nociceptive primary afferents, it was revealed that these afferents primarily form close appositions with dendrites and perikarya of putative excitatory interneurons that are immunoreactive for neurokinin1 receptor, calbindin, GluR2 subunits of AMPA type glutamate receptors and µ-opioid receptor, but they sparsely come also into contact with GAD65-positive inhibitory interneurons. Our electrophysiological studies confirmed that HCN2 ion channels expressed by axon terminals of nociceptive primary afferents are functional and their activation increase the reliability of synaptic transmission from nociceptive primary afferents to secondary sensory neurons and thus may play an important role in the presynaptic modulation of nociceptive synaptic transmission.