Acting locally but sensing globally: impact of GABAergic synaptic plasticity on phasic and tonic inhibition in the thalamus

doi:10.1113/jphysiol.2008.158576

.2008年11月1日；586(21):5091-9.

doi:10.1113/jphysiol.2008.158576。 Epub 2008年9月4日。

局部行动但全局感知：GABA能突触可塑性对丘脑相抑制和张力抑制的影响

达米安·P·布莱特¹, 斯蒂芬·布里克利

附属机构

采购管理信息： 18772202
PMCID公司：项目经理2652165
内政部： 10.1113/生理学.2008.158576

局部行动但全局感知：GABA能突触可塑性对丘脑相抑制和张力抑制的影响

达米安·P·布莱特等。生理学杂志. 2008.

.2008年11月1日；586(21):5091-9.

doi:10.1113/jphysiol.2008.158576。 Epub 2008年9月4日。

作者

达米安·P·布莱特¹, 斯蒂芬·布里克利

附属

¹英国伦敦SW7 2AZ南肯辛顿校区伦敦帝国理工学院生物物理科。

采购管理信息： 18772202
PMCID公司：项目经理2652165
内政部： 10.1113/jphysiol.2008年158576

摘要

我们发现，成人丘脑皮层接力神经元表现出突触抑制的持续增强，突触抑制由单个丘脑接力神经元的瞬时动作电位触发。IPSC频率的持续活性依赖性增加（+48.3+/-11.4%，n=32）被单个细胞内的螯合钙、清除一氧化氮或阻断丘脑NMDA受体激活所阻断。令人惊讶的是，这些细胞中突触外GABA（A）受体激活导致的张力抑制不受这种局部形式可塑性的影响。然而，在丘脑释放GABA发生广泛变化后，张力抑制增加（+131.9+/-56.5%，n=13）。这些数据表明，需要膜超极化的丘脑皮层睡眠状态振荡将受到通过突触外GABA（A）受体作用的GABA释放的全局感知的影响。相反，在这种新型活动依赖性可塑性形成后观察到的GABA释放的局部变化将影响感觉信息的局部整合，而不会改变强直抑制的水平。

PubMed免责声明

数字

**图1。dLGN中继神经元的活动依赖性可塑性**
A类，连续记录说明电压灯（−60 mV）和电流灯之间的快速切换，在此期间，使用超极化电流注入协议在中继神经元中诱导突发放电。B类，自发IPSC峰值振幅与时间的关系图，指示开关到电流钳的持续时间以及SR95531在实验结束时阻止所有sIPSC。C类，叠加GABA能突触可塑性诱导前后构建的平均sIPSC波形。平均sIPSC波形用于计算10–90%的上升时间、峰值振幅和加权衰减常数。插图说明，IPSC峰值振幅和IPSC衰减不会随塑性变化(n个= 9).D类，显示块的连续电流记录*G公司*_GABA公司通过浴涂100μ米SR95531。此面板左侧是两个全点直方图（1 pA箱宽），由所示电流轨迹起点和终点处的1s个时间段用叠加高斯拟合构建。根据这些拟合估计的平均电流水平用于计算*G公司*_GABA公司.E类，标准化sIPSC频率的散点图*G公司*_GABA公司GABA能突触可塑性诱导后的中继神经元。F类，用于激发GABA能突触可塑性的爆发和紧张放电模式的示例。左手轨迹显示TC中继神经元对130 pA的阈下超极化电流阶跃的响应，然后是230 pA的电流注入，该电流高于突发放电阈值50 pA。右手轨迹显示另一个TC中继神经元的强直放电响应稳态去极化。*G公司*，量化标准化sIPSC频率与使用突发来诱导这种可塑性的AP数量(n个=8）或补药(n个=6）AP触发协议“无放电”是指将TC神经元转换为电流灯而不诱发AP的控制实验(n个= 8). 为了进行比较，灰色填充区域显示了sIPSC频率增加（±s.e.m.公司。)电压钳诱导去极化(n个= 18).

**图2。张力抑制不受GABA释放的局部变化调节**
A类，显示sIPSC频率降低和阻塞的连续电流记录*G公司*_GABA公司施加500 n后发生米TTX。电生理记录后，将填充细胞在共焦显微镜上z切为1μm光学切片。随后的重建突出了这一典型中继神经元的体细胞、树突状细胞和轴突室。平均而言(n个=6），重建后预测平均电容为90.3±19.6 pF（假设比膜电容为0.01 pFμm⁻²)与电压灯实验期间测量的76.5±3.9 pF相比。测量值和预测值没有显著差异。因此，在随后的所有分析中，我们都依赖测量的电池电容来将电导变化归一化为电池大小。B类，散点图显示相关性很小(对²=0.2）在sIPSC频率和*G公司*_GABA公司跨所有中继神经元(n个= 100). 使用测量的电容值将值归一化为电池尺寸。C类，在−60 mV的命令电压下获得的连续电流记录。虚线表示零电流水平。D类，单个sIPCS，在每个sIPCS之前展示保持电流和基线方差的测量。E类，散点图显示sIPSC瞬时频率与*G公司*_GABA公司（量化为基线方差和保持电流）。20个中继神经元也观察到类似的相关性缺失，其中获得了足够多的sIPCS（至少1000个）。

**图3。GABA释放量的全球增加确实会导致滋补抑制增加**
A类，电压和电流灯中TC中继神经元的连续记录（灰色阴影），说明了添加NO清除剂PTIO（20μ米)在外部溶液中。B类，根据塑性协议计算的标准化sIPSC频率条形图。这种可塑性在外部PTIO的存在下明显受阻，因为平均而言，未观察到sIPSC频率的变化。10米接力神经元记录米BAPTA在内部溶液中也阻止了这种塑性。NMDA受体拮抗剂d日-AP5（50μ米)也显示阻断了这种可塑性，但在AP5洗脱后恢复了诱导GABA能突触可塑性的能力。C类，来自中继神经元的连续电流记录表明NO供体SNAP（100μ米)诱导sIPSC频率和保持电流明显增加。该图左侧是根据在控制条件下记录的保持电流，在NO供体SNAP和GABA存在的情况下构建的全点直方图_A类受体拮抗剂SR95531存在。用高斯函数（平滑曲线）拟合数据，计算平均电流水平，以估计*G公司*_GABA公司.D类sIPSC频率和*G公司*_GABA公司GABA能突触可塑性和SNAP应用。请注意这两个方面的明显增加*G公司*_GABA公司和使用NO供体SNAP的IPSC频率，以及在这种活性依赖性可塑性之后观察到的sIPSC频率的类似增加*G公司*_GABA公司.

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1. Brickley SG，Cull-Candy SG，Farrant M.GABAA受体持续激活导致大鼠小脑颗粒细胞中强直形式的突触抑制的发展。生理学杂志。1996;497:753–759.-项目管理咨询公司-公共医学
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