NR3A-containing NMDARs promote neurotransmitter release and spike timing-dependent plasticity

doi:10.1038/nn.2750

.2011年3月；14(3):338-44.

doi:10.1038/nn.2750。 Epub 2011年2月6日。

含NR3A的NMDAR促进神经递质释放和峰时依赖性可塑性

莱兰·S·拉森¹, 丽贝卡·J·科尔, 邮件A Henson, 亚当·罗伯茨, Masayoshi Mishina先生, 渡边正彦, 斯图亚特·利普顿, 中野信子, 伊莎贝尔·佩雷斯-奥塔诺, 理查德·温伯格, 本杰明·菲尔波特

附属公司

PMID： 21297630
预防性维修识别码：项目经理3474337
内政部： 10.1038/nn.2750

含NR3A的NMDAR促进神经递质释放和峰时依赖性可塑性

莱兰·S·拉森等。自然神经科学. 2011年3月.

.2011年3月；14(3):338-44.

doi:10.1038/nn.2750。 Epub 2011年2月6日。

作者

莱兰·S·拉森¹, 丽贝卡·J·科尔, 邮件A Henson, 亚当·罗伯茨, Masayoshi Mishina先生, 渡边正彦, 斯图亚特·利普顿, 中野信子, 伊莎贝尔·佩雷斯-奥塔诺, 理查德·温伯格, 本杰明·D·菲尔波特

附属

¹美国北卡罗来纳州教堂山北卡罗莱纳大学细胞和分子生理学系。

PMID： 21297630
预防性维修识别码：下午37474337
内政部： 10.1038/nn.2750

摘要

最近的证据表明，突触前作用的NMDA受体（preNMDAR）对新皮质突触传递和可塑性很重要。我们发现，NR3A亚单位的独特性质使preNMDAR能够增强自发和诱发的谷氨酸释放，并且NR3A是幼年小鼠视觉皮层中棘波时间依赖性长期抑郁所必需的。在成熟皮层中，含NR2B的前NMDAR在缺乏镁的情况下增强神经传递，表明突触前NMDARs可能在一生中的去极化条件下发挥作用。我们的研究结果表明，NR3A可以解除前NMDAR对配体结合和去极化的双重激活需求；NR3A的开发删除通过恢复这种关联属性限制了preNMDAR的功能。

PubMed免责声明

数字

图1
NR1突触前定位和Mg的生化表达²⁺-不敏感NMDAR亚单位在早期视皮层发育过程中减少。电子显微镜显示NR1在P14小鼠初级视皮层（V1）L2/3突触前（前）和突触后（后）位置的免疫金定位(**a、 b条**)和第26页(**c、 d日**). 比例尺表示200纳米。(**e（电子）**)而突触后密度（PSD）内含有NR1免疫金标记的突触百分比没有随发育而改变（P14:31±3.6%，n个=3只小鼠；P26:35±7.1%，n个=3只小鼠；>分析70个突触/只动物；*P（P）*<0.68），突触前活动区内NR1阳性突触的百分比显著降低（P14:33±2.1%n个= 3; P26:21±2.6%，n个= 3,*P（P）*< 0.03). 尽管减少，突触前NR1标记仍持续存在于P26。(如果)开圆圈表示每只动物突触前和突触后NR1标记的比率；闭合圆圈表示P14和P26的三只动物的平均值。(**克–克**)来自发育中的视觉皮层的突触体部分中NMDAR亚基的定量和代表性免疫印迹。导致镁对NMDAR不敏感的Nr2d和Nr3a水平在发育过程中降低。蛋白质水平归一化为β-肌动蛋白，并以最大表达百分比表示。每个数据点的样本量为2-5。每个视觉皮层样本均来自2-4只小鼠。有关较大的印迹区域，请参见补充图1。误差条表示s.e.m**P（P）*< 0.05.

图2
含有Nr2b而非Nr2a或Nr2d的谷氨酸敏感前NMDAR可增强幼年L2/3锥体神经元的自发神经递质释放。(一)显示AMPAR介导的mEPSC的样本迹线。在P14野生型（WT）小鼠V1中L2/3锥体神经元的突触后NMDAR在浸浴前后被阻断期间进行了记录d日-AP5(b条)中单元格的累积概率直方图一显示mEPSC频率下降，但振幅没有下降d日-AP5应用。(**c（c）**)两者都不是d日-AP5和Nr2b选择性拮抗剂Ro 25-6981均显著改变了V1 mEPSC记录中的mEPSC振幅（P>0.08，Nr2a野生型同卵鼠的D-AP5；P>0.1，Nr2d野生型同窝鼠的D-AP5；P>0.1，野生型小鼠的Ro 25-6081）。(d日)L2/3锥体细胞表现出mEPSC频率显著降低，以响应d日-AP5在两者中的应用*编号2a*^−/−小鼠及其野生型对照(*编号2a*^−/−,n个= 7,*P（P）*< 0.04; 重量，n个= 7,*P（P）*< 0.03). 同样，d日-AP5降低了两者的频率，但没有降低振幅*第2个*^−/−小鼠及其野生型对照（WT，n个= 5,*P（P）*< 0.05;*编号2d*^−/−,n个= 6,*P（P）*< 0.007). 与对照组（对照组）相比，Ro 25–6981（0.5µM）显著降低野生型小鼠的mEPSC频率n个=6，Ro 25–6981n个= 7;*P（P）*< 0.02). 将单个数据点归一化为其各自的基线mEPSC频率，以便比较d日-AP5跨基因型和条件。误差条表示s.e.m**P（P）*< 0.05

图3
还原镁²⁺-含Nr3a的前NMDAR的敏感性促进幼年V1的自发神经递质释放。(一)归一化和平均mEPSC振幅证实d日-AP5不影响幼年（P13–P18）野生型和*编号3a*^−/−老鼠。d日-AP5的应用也不会影响过表达（OE）Nr3a的老年（P25–P28）双转基因小鼠的mEPSC振幅，也不会影响只表达Nr3a过表达所必需的两个转基因中的一个的单转基因（STg）对照小鼠的mEPSC振幅(*tet-O-GFPNr3a*或*CaMKII-tTA公司*转基因）。(b条)标准化mEPSC频率显示d日-P13–P18中的AP5编号3a^−/−小鼠（WTn个= 8,*编号3a*^−/−n=10；*P（P）*<0.03），P25–28 OE小鼠（STgn个=7，运行经验n个= 10;*P（P）*<0.0009），以及相应的同窝伴侣控制。(**c（c）**)两者都不是d日-AP5和Ro 25–6981显著改变了低镁条件下记录的mEPSC振幅²⁺年轻人的解决方案（P13-18）*编号3a*^−/−小鼠或年龄较大（P25-28）的野生型小鼠（Nr3a中的D-AP5，P>；0.13；P25-28野生型小鼠中的D-AP5，P>0.08；P25-28野生型小鼠的Ro 25-6981，P>0.96）。(d日)在低Mg中²⁺解决，d日-AP5降低了两个年轻人的mEPSC频率（P13–18）*编号3a*^−/−老鼠(n个= 12,*P（P）*<0.05）和年龄较大（P25–28）的野生型小鼠，与车辆对照组相比(n个= 9,*P（P）*< 0.05). 类似d日-AP5，0.5µM Ro 25–6981降低了低镁老年小鼠的mEPSC频率²⁺与车辆控制装置（控制装置，n个=6，Ro 25–6981，n个= 7;*P（P）*< 0.03). (**e–h**)电子显微镜显示突触前Nr3a的免疫过氧化物酶标记(**e–f**)，突触后(克)和假定树突（dend）(小时)P16时初级视觉皮层的轮廓。比例尺表示0.5µm in（e-g）和1µm in.（h）。误差条表示s.e.m**P（P）*<0.05和****P（P）*< 0.001.

图4
含Nr3a的前NMDAR增强L2/3视觉皮层突触的诱发神经递质释放。(一)L4前后30 Hz双刺激诱发的EPSP的典型痕迹d日-来自wildtype和*编号3a*^−/−老鼠。(b条)EPSP的配对脉冲比（PPR）在d日-野生型中的AP5应用程序，但不是*编号3a*^−/−小鼠（WTn个= 14,*编号3a*^−/− n个= 12;*P（P）*< 0.05). (**c（c）**)PPR的变化主要是由于野生型小鼠配对中第一个EPSP的振幅降低所致(*P（P）*< 0.001). 误差条表示s.e.m**P（P）*<0.05和****P（P）*< 0.001.

图5
含Nr2b和Nr3a的preNMDAR可促进幼年V1的峰时依赖性长期抑郁（tLTD）。**（a）**野生型小鼠在L2/3V1突触中诱导tLTD，以响应与L4生成的EPSP配对的动作电位(n个=9），但当镀液中含有Nr2b选择性拮抗剂Ro 25–6981（0.5µM）时，则不会(n个= 6;*P（P）*< 0.02). (b条)最后10分钟平均值的量化一在实验子集中，还显示了未接受AP–EPSP配对的控制通路的量化数据，以证明tLTD的突触特异性（对照，n个= 9; Ro 25–6981，n个= 6). (**c（c）**)野生型幼年V1的L2/3突触中诱导了Robust tLTD(n个=20），但不是*编号3a*^−/−老鼠(n个=17），带AP-EPSP配对(d日)中最后10分钟的量化**c（c）**演示*编号3a*^−/−与野生型小鼠相比，小鼠的tLTD显著降低(*P（P）*< 0.001). 控制AP-EPSP配对实验，其中d日-AP5在整个录制过程中都在场（WT，n个= 5;*编号3a*^−/−,n个=5）或AP–EPSP配对之间的时间增加到250毫秒(n个= 7). 这些对照实验表明，在野生型小鼠中观察到的tLTD依赖于NMDAR和AP–EPSP配对的时间精度。此外，未接受AP–EPSP配对的控制通路也未能表现出显著的抑郁（WT，n个= 8;*编号3a*^−/−,n个= 9). 误差条表示s.e.m**P（P）*<0.05和****P（P）*< 0.001.

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中的注释

突触前NMDA受体也可以进行转换。
布纳诺·A。布纳诺·A。自然神经科学。2011年3月；14(3):274-6. doi:10.1038/nn0311-274。自然神经科学。2011 PMID：21346744 免费PMC文章。没有可用的摘要。

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