Одноместный Synapse Показатели глюкамата релиз и поглощение в острый мозг фрагменты из нормальных и Хантингтон мышей

Относительное влияние каждого синаптического терминала, принадлежащего к “унитарному соединению” (т.е. связь между 2 нервными клетками), как правило, оценивается по его влиянию на начальный сегмент постсинаптического нейрона^1,2. Соматические и/или дендритные записи из постсинаптических нейронов представляют собой наиболее распространенные и, до сих пор, также наиболее продуктивные средства для уточнения обработки информации в сверху вниз или вертикальной точки зрения^3,4,5. Однако наличие астроцитов с их дискретными и (у грызунов) неперекрывающихся территорий может способствовать горизонтальной перспективе, основанной на локальных механизмах обмена сигналами, интеграции и синхронизации на синапических участках^{66,77,88,10.10}

Потому что известно, что астроглия играть, в общем, важную роль в патогенезе нейродегенеративного заболевания^11,12 и, в частности, роль в поддержании и пластичности глутамерных синапсов^13,14,15 ,^16,16Можно себе представить, что изменения в синаптической производительности развиваться в соответствии с состоянием астроцитов в общей области. Для дальнейшего изучения целевых /астроглии, полученных местными механизмами регулирования в области здравоохранения и болезней, необходимо оценить отдельные синапсы. Нынешний подход был разработан для оценки диапазона функциональных показателей высвобождения и очистки глутамата и определения критериев, которые могут быть использованы для выявления дисфункциональных (или восстановленных) синапсов в областях мозга, наиболее тесно связанных с инициацией движения (т.е. в первую очередь в моторной коре и стриатуме).

Стриатум не хватает внутренних глутаматергических нейронов. Таким образом, относительно легко определить глутамерные афференты экстрастриатального происхождения. Последние в основном происходят в медиальной таламус и в коре головного мозга (см.^{17,,18,,19,,20} для более). Кортикостриатальные синапсы образуются аксонами пирамидальных нейронов, локализованных в корковых слоях 2/3 и 5. Соответствующие аксоны образуют двусторонние внутрителецефалические (ИТ) соединения или ipsilateral соединения через волоконную систему, которая более caudally представляет собой пирамидальный тракт (PT). Кроме того, было высказано предположение, что IT- и PT-типа терминалов отличаются по характеристикам выпуска и размер^21,22. С учетом этих данных можно также ожидать некоторых различий в обращении с глутаматом.

Стриатум является наиболее пострадавших области мозга в болезни Гентингтона (HD)⁵. HD человека является тяжелым генетически наследственных нейродегенеративных расстройств. Модель мыши No175 дает возможность исследовать клеточную основу гипокинетико-жесткой формы БГ, состояния, которое имеет много общего с паркинсонизмом. Начиная с возраста около 1 года, гомозигота No 175 мышей (HOM) проявляют признаки гипокинезии, как показали путем измерения времени, проведенного без движения в открытом поле²³. Нынешние эксперименты с гетерозиготными мышами No175 (HET) подтвердили предыдущий дефицит мотора, наблюдаемый в HOM, и, кроме того, показали, что наблюдаемый дефицит мотора сопровождался снижением уровня астроцитарной аминокислоты транспортера 2 белка (EAAT2) в непосредственной близости от кортикостриатических синапических терминалов²⁴. Поэтому было предслоужно, что дефицит в астроцитарный глутамат поглощения может привести к дисфункции или даже потери соответствующих синапсов^25,26.

Здесь мы описываем новый подход, который позволяет оценить один синапсный глутамат зазор по отношению к количеству выпущенного нейромедиатора. Новый датчик глутамата iGlu_u был выражен в кортикостриатических пирамидальных нейронов. Он был разработан Каталин Торек²⁷ и представляет собой модификацию ранее введенного высокой сродства, но медленного датчика глутамата iGluSnFR²⁸. Оба датчика являются производными улучшенного зеленого флуоресцентного белка (EGFP). Для спектральных и кинетические характеристики, см Helassa и др.²⁷. Кратко, iGlu_u является низким сродством датчик с быстрой деактивации кинетики и, следовательно, особенно хорошо подходит для изучения глутамата зазор на глутамат-релизы синаптических терминалов. Время диссоциации iGlu_u было определено в устройстве с останавливаетися потока, что оказало Тау_от значения 2.1 ms при 20 градусах По Цельсия, но 0.68 ms при экстраполировании до температуры 34 c²⁷. Одноместные терминалы обеспечения Schaffer исследовали на 34 градуса с спиральным лазерным сканированием в регионе CA1 органотипических гиппокампа культур под 2-фотонным микроскопом выставлены среднее время константы распада 2,7 мс.