离子通道与新生儿和成熟的成年人的大脑中的神经元
海马齿状回的是大脑的一部分,有助于形成记忆。也在成年人的大脑只有两个地区之一,不断形成新的神经元。
齿状回是一个电路的一部分接收电子信号从大脑皮层区域处理感官和空间输入大脑的其他区域。通过结合这感觉和空间信息,齿状回可以生成唯一的记忆经验。
基本的计算功能齿状回是一个稀疏的神经活动,齿状回神经回路必须有电的安静。这是通过强烈的抑制电路和主要的兴奋性低神经元齿状回的颗粒细胞。
然而,新生颗粒细胞显示消失,高兴奋性细胞成熟。一直知之甚少的机制,创建低成熟细胞的兴奋性或如何新生颗粒细胞的兴奋性会随着时间而改变。
现在伯明翰阿拉巴马大学领导的研究人员琳达Overstreet-Wadiche,博士和雅克•Wadiche博士,副教授在神经生物学UAB的部门,所描述的关键角色G protein-mediated信号和末成熟的离子通道在颗粒细胞的分化。他们的研究发表在神经科学杂志》上。第一作者Jose Carlos冈萨雷斯博士,博士后在Overstreet-Wadiche实验室。
“我们的目标是描述函数,这种信号通路的成熟和来源,以便在未来可以被操纵的治疗目的,“Overstreet-Wadiche说。
G蛋白是一种细胞内分子开关响应细胞外刺激,和G蛋白已被众多的诺贝尔奖获得者研究的部分。细胞膜离子通道的大门,可以打开,允许离子流入或流出的细胞。离子电流产生的磁通穿过细胞膜来控制单个神经元的兴奋性。
Overstreet-Wadiche和他的同事们发现,需要完整的G蛋白信号低颗粒细胞兴奋性。他们还发现,钾通道称为GIRK,或G protein-activated内向整流钾通道,在成熟的齿状颗粒细胞不断活跃,这降低了神经元兴奋性降低细胞的静息膜电位,以及由其他电生理的影响。
UAB研究人员还发现,新生颗粒细胞,大约10到12天,没有功能GIRK通道。大约三个星期,功能性GIRK通道开始出现,他们也开始由G蛋白信号控制,通过一个B细胞受体称为GABA受体。伽马氨基丁酸、γ-氨基丁酸是哺乳动物的主要抑制性神经递质。抑制性神经元释放GABA,然后GABA受体结合目标神经元抑制神经回路。
因此,GIRK似乎成熟的齿状颗粒细胞的兴奋性降低两种方式。第一种是通过不断的内在机制活跃GIRK通道减少静止膜电位和内在的兴奋性。第二阶段激活的GIRK signaling-this抑制是通过抑制性神经元释放GABA在somatodendritic突触颗粒细胞。齿状的GABA穿过突触颗粒细胞和激活GIRK通道通过GABA-B-receptor /蛋白信号。
抑制性中间神经元释放GABA属于三组,被各种蛋白质的表达。Overstreet-Wadiche和他的同事们这样问亚型形成抑制性中间神经元突触的齿状颗粒细胞启动阶段的GABA B-receptor / GIRK抑制。他们发现nNOS-expressing GABA-B-receptor-mediated抑制中间神经元的主要来源。SST-expressing中间神经元的影响较小,PV-expressing中间神经元没有抑制作用。
“齿状回是至关重要的控制通过海马体神经活动的流动,这守门的功能是很重要的,不仅对正常的认知功能,而且对抑制癫痫活动,”Overstreet-Wadiche说。“我们已经表明一个众所周知的信号通路使得抑制兴奋性特别强的贡献在这个地区,这回答一个长期存在的问题为什么这些神经元有如此低的静止膜电位相比其他神经元。”
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