בודד סינפסה אינדיקטורים של גלוטמט שחרור ספיגה בפרוסות המוח חריפה מעכברים נורמלי הנטינגטון

ההשפעה היחסית של כל מסוף סינפטית השייכת ל”קשר יוניטרית” (כלומר, הקשר בין 2 תאי עצב) מוערך בדרך כלל על ידי השפעתו על החלק הראשוני של תא העצב הפוסט-סינפטית^1,2. הקלטות סומטיים ו/או דנדריטים מנוירונים פוסט-סינפטיות מייצגות את הנפוצים ביותר, עד כה, גם האמצעים היצרניים ביותר להבהרת עיבוד מידע בפרספקטיבה מלמעלה-למטה או אנכית^3,4,5. עם זאת, הנוכחות של אסטרוציטים עם נפרדת שלהם (במכרסמים) שטחים לא חופפים עשויים לתרום פרספקטיבה אופקית המבוססת על מנגנונים מקומיים של חילופי אותות, אינטגרציה וסנכרון באתרי סינפטיות^6,7,8,9,10.

כי ידוע כי משחק אסטרוליה, באופן כללי, תפקיד מרכזי בפתוגנזה של מחלה נוירוניווניות^11,12 , בפרט, תפקיד תחזוקה ופלסטיות של glutamatergic סינפסות^13,14,15,16, זה אפשרי כי שינויים בביצועי סינפטית להתפתח בהתאם למצב של astroglia באזור היעד המשותף של סיבי כלי לימפה עם מוצא מגוון. כדי להמשיך לחקור את היעד-/astroglia-נגזרות מנגנונים התקינה המקומית בריאות ומחלות, יש צורך להעריך הסינפסות בודדים. הגישה הנוכחית עבדה כדי להעריך את מגוון של שחרור גלוטמט פונקציונלי ומחווני הסיווג להגדיר קריטריונים שעשויים לשמש כדי לזהות תפקוד לקוי (או התאושש) הסינפסות באזורים המוח הקשורות ביותר ליזום תנועה (כלומר, קודם כל בקליפת המנוע והסטריאטום).

לסטריאטום חסרה נוירונים glutamatergic פנימיים. לפיכך, קל יחסית לזהות glutamatergic היסודות של המקור. האחרון מקורם בעיקר בתלמוס המדיאלי ובקליפת המוח (ראה^17,18,19,20 לעוד). הסינפסות Corticostriatal נוצרות על ידי אקסונים של נוירונים מיניים מקומי בשכבות קורטיקלית 2/3 ו 5. האקסונים טופס דו-telencephalic (IT) התקשרויות או התקשרויות התחברות דרך מערכת סיבים כי יותר מקבל יותר מהווה את מערכת הפירמידה (PT). יש עוד הציע כי זה-ו-PT-type מסופים שונים במאפייני השחרור שלהם בגודל^21,22. לאור הנתונים האלה, אפשר גם לצפות כמה הבדלים בטיפול של גלוטמט.

הסטריאטום הוא אזור המוח המושפע ביותר במחלת הנטינגטון (HD)⁵. HD האדם הוא חמור חמורה הפרעת ניווניות תורשתית. מודל העכבר Q175 מציע הזדמנות לחקור את בסיס הסלולר של הצורה ההיפוקינטית-נוקשה של HD, מצב שיש הרבה במשותף עם parkinsonism. החל מגיל של כ 1 שנה, הומוזיציטים Q175 עכברים (HOM) התערוכה סימנים של היפוקיסיה, כפי שנחשף על ידי מדידת הזמן שהושקע ללא תנועה בשדה פתוח²³. הניסויים הנוכחיים עם עכברים Q175 הטרוזיציטים (HET) אישרו את המנוע הקודם שנצפה ב HOM ו, בנוסף, הראה כי המוטוריים הנצפים היו מלווים על ידי רמה מופחתת של מרגש האסטרוציטי של חומצה אמינית הנשא 2 חלבון (EAAT2) בסביבה הקרובה של corticostriatal מסופים סינפטית²⁴. ולכן יש היפותזה כי גרעון ספיגה של גלוטמט astrocytic יכול להוביל לתפקוד או אפילו אובדן של הסינפסות בהתאמה^25,26.

כאן, אנו מתארים גישה חדשה המאפשרת אחד כדי להעריך את הסיווג בודד גלוטמט ביחס לכמות הנוירוטרנסמיטר שוחרר. חיישן גלוטמט חדש iGlu_u היה ביטא corticostriatal הנוירונים ביניים. הוא פותח על ידי קאטאלין Török²⁷ ומייצג שינוי של הגבוהה ביותר הציג בעבר מאוד אהדה אבל החיישן גלוטמט איטי iGluSnFR²⁸. שני החיישנים הם נגזרים של חלבון הפלורסנט הירוק המשופר (EGFP). לתכונות ספקטרליות וקינטית, ראו הלאסה ואח ‘²⁷. בקצרה, iGlu_u הוא חיישן בעלי זיקה נמוכה עם קינטיקה מהירה של הפעלה, ולכן במיוחד מתאים גם כדי לחקור את הסיווג גלוטמט ב גלוטמט-שחרור מסופים סינפטית. קבוע זמן הדיסוציאציה של iGlu_u נקבע במתקן שנעצר, אשר_{הנחה את} ערך הטאו של 2.1 אלפיות הראשונה ב-20 ° c, אך 0.68 מילישניות בטמפרטורה של 34 ° צ’²⁷. מסופים בודדים שייפר בדקה ב 34 ° c עם סריקת לייזר ספירלה באזור CA1 של היפוסופקאית בתרבויות organotypic תחת מיקרוסקופ 2-פוטון הציג קבוע זמן ממוצע של ריקבון של 2.7 ms.