跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https公司

该站点是安全的。
这个https：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2012年9月12日6:64。
doi:10.3389/fncir.2012.00064。 eCollection 2012。

齿状回的内耳θ-频率输入三突触诱发海马CA1 LTP

延斯·斯蒂芬 1, 朱利安·迪恩, 托马斯·芬兹尔, 斯蒂芬妮·波尔塔, 格雷戈尔·冯·沃尔夫, 卡斯滕·特沃特杰克（Carsten T Wotjak）, 马蒂亚斯·埃德尔
附属公司

齿状回的内耳θ-频率输入三突触诱发海马CA1 LTP

延斯·斯蒂芬等。 前部神经电路. .

摘要

有大量证据表明，哺乳动物某些形式的外显学习需要海马CA3-CA1突触的长期增强（LTP）。虽然CA1 LTP在单突触水平上有很好的特征，但海马的传入系统如何启动这种神经可塑性现象的形成尚不清楚。在小鼠脑片制备中使用电压敏感染料成像（VSDI），我们发现，诱发的内嗅皮层（EC）θ-频率输入到齿状回，可以高效地产生神经元活动波，这些神经元活动波通过海马的整个三突触回路传播（“HTC-waves”）。我们也在体内证明了这种活动流，它在很大程度上取决于苔藓纤维对CA3突触传递的频率促进作用。认知增强剂咖啡因（5μM）和应激激素皮质酮（100 nM）会迅速增强HTC波。它们精确地遵循EC输入的节奏，涉及CA3锥体神经元的高频放电（>100 Hz），并在几秒钟内诱导NMDA受体依赖的CA1 LTP。我们的研究提供了第一个实验证据，证明EC星状细胞同步θ节律性尖峰放电，如在ECθ振荡期间发生的，有能力通过海马三突触通路驱动CA1 LTP的诱导。此外，我们提供的数据表明海马体对EC输入的基本过滤机制，并描述了一种方法来揭示海马三突触回路的“输入-输出关系”的变化。

关键词：长期有形资产；咖啡因；皮质酮；内嗅皮层；海马；θ；三突触回路；电压敏感染料。

PubMed免责声明

数字

图1
图1
心律失常（5 Hz）EC/DG输入可高效地通过海马产生神经元活动流。（A–C）用于调查的实验安排和协议如所示（D–K）1 Hz EC/DG输入的实验(N个=9片/6只小鼠）和20 Hz EC/DG输入(N个=11片/6只小鼠）（J）和K）在不同的切片组中进行。（B、D、F、I）典型实验的插图和结果。打开三角形（D）表示VSDI中断4.34秒。（E）海马亚区神经元活动的量化(N个=9片/5只小鼠）。（G、I）中描述和量化的5 Hz神经元活动特征（D–F）.（H）AMPA/红藻氨酸受体阻滞剂NBQX（5μM）和NMDA受体拮抗剂APV（50μM）在脑片上的浴敷完全抑制了海马神经元的活动。（J、K）量化由0.2、1、5和20 Hz EC/DG输入产生的CA1和DG神经元活动。（D，I）为了清晰起见，FPR记录道中的刺激伪影被截断。缩写：Δ前/后，荧光变化分数；F、 成像帧（相对于刺激脉冲的数量和时间规格）；FP（R），场电位（记录）；海马三突触回路；MF，苔藓纤维；PS，种群尖峰；ROI，关注区域；SC、Schaffer抵押品；SL，透明层；SR，辐射层；细胞外电刺激；TA，时间-共同通路。
图2
图2
（A）在BIM（0.6μM）处理的脑片中，EC/DG输入的单脉冲激发导致海马中中度、空间受限的神经元活动。在相同的实验中，BIM浓度增加到20μM会导致所有海马亚区的巨大（癫痫样）活动。（B）5 Hz EC/DG输入诱发的癫痫样活动（EA）示例。（C）在没有BIM的情况下，5 Hz EC/DG输入诱发的HTC波(N个=10片/6只小鼠）。（D）通过EC/DG输入的单脉冲激发获得的DG输入-输出曲线(N个=8片/4只小鼠）。（E）PP刺激强度低于产生DG-FDS的强度，峰值振幅约为最高可达到值的80%，也会触发HTC波(N个=7片/5只小鼠）。
图3
图3
HTC波浪体内.（A）验证其中一个电极的位置体内实验（“SP”代表“地层金字塔”）。（B）从四只小鼠记录的具有代表性的FPR痕迹、神经元活动的量化和特征。为了清晰起见，FPR记录道中的刺激伪影被截断。0.2 Hz PP刺激总是在5 Hz PP激活后5分钟进行。
图4
图4
HTC波依赖于苔藓纤维对CA3突触传递的频率促进，并通过咖啡因和皮质酮迅速增强。（A）用于调查的实验安排如所示（C–G）（“P”代表“压力”）。（B）所示调查使用的实验协议（C）和E–G）.（C）荧光素（Fluo；10μM）引导mGluR2激动剂DCG-IV（30μM；1 min）靶向CA3区选择性阻断苔藓纤维突触传递可消除HTC波而不影响DG活性(N个=8片/6只小鼠）。（D）在5 Hz EC/DG输入后的低频（0.05 Hz）EC/DG输出期间，HTC恢复到神经元活动通路的锁定状态(N个=6片/3只小鼠）。（E，F）咖啡因（5μM）以可逆方式快速增强HTC波(E类,N个=8片/4只小鼠；F类,N个=4片/3只小鼠）。（G）100nM皮质酮浴敷于快速放大的HTC波切片(N个＝7片/4只小鼠）。（C、E、G）*对<0.05（成对t吨-测试）**对<0.01（成对t吨-测试）***对<0.001（成对t吨-测试）。
图5
图5
HTC-Waves引发NMDA受体依赖性CA1 LTP。（A、B）用于调查的实验安排和协议如所示（C–H）（“CF”输入A类代表“连合纤维”）。（C）中总结的一项实验的插图和结果（D）.（D）5 Hz EC/DG输入6 s诱发CA1 LTP，如图所示，未饱和（E）(D类,N个=13片/8只小鼠；E类,N个=8片/5只小鼠）。（F）5 Hz EC/DG输入2 s未能引起具有统计学意义的CA1 LTP[开平方；N个=7片/5只小鼠；对>0.05（成对t吨-测试）]。蓝色圆圈表示中显示的数据（E）.（G）Fluo（10μM）引导的APV（200μM；1分钟）特异性给药CA1区，阻断CA3-CA1突触NMDA受体，阻止CA1-LTP的形成[N个=6片/4只小鼠；N个=5片/4只小鼠用于Fluo对照实验；N个=6片/4只小鼠，用于Fluo+APV对照实验；和N个=5片/3只小鼠，用于对照实验，将APV（50μM）浴应用于切片（基本原理见“材料和方法”）]。（H）在没有BIM的情况下，5 Hz EC/DG输入诱发的CA1 LTP(N个=10片/6只小鼠）。（D–F，H）**对<0.01（成对或不成对t吨-测试）***对<0.001（成对t吨-测试）。
图6
图6
图5所示LTP实验中EC/DG输入触发的海马亚区神经元活动.
图7
图7
（A）海马脑片中的去传入图示。（B）FDS的特性2013财年同时记录的CA1-FDS和CA1（辐射层）fEPSP的振幅。分别在100、5和50μM浓度下对环噻嗪（Cyclo）、NBQX和APV进行深施。（C）刺激脉冲后28.6ms，5Hz EC/DG输入6s，导致CA1（辐射层）fEPSP的斜率和振幅长时间增加。在5 Hz EC/DG输入40分钟后，记录描述CA1 LTP的场电位。（D）分别向CA3和CA1区域注射DCG-IV和APV的Fluo-guided给药说明。为了更好地显示压力注射盐水的扩散情况，将Ponceau S代替Fluo添加到移液管溶液中。（E）1μM DCG-IV在脑片上的浴敷降低了DG的神经元活性(N个=6片/3只小鼠）***对<0.001（成对t吨-测试）。（B、C）为了清晰起见，FPR记录道中的刺激伪影被截断。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

  • 病理性认知老化中海马亚区回路显微结构相似性的变化。
    方M，黄H，杨J，张S，吴Y，黄CC。 Fang M等人。 脑结构功能。2024年3月；229（2）：311-321。doi:10.1007/s00429-023-02721-z。电子出版2023年12月26日。 脑结构功能。2024 PMID：38147082
  • 焦虑症相关基因的时空表达模式。
    Karunakaran KB、Amemori KI。 Karunakaran KB等人。 Transl精神病学。2023年12月13日；13(1):385. doi:10.1038/s41398-023-02693-y。 Transl精神病学。2023 PMID：38092764 免费PMC文章。
  • 海马机制支持皮质醇诱导的记忆增强。
    Sherman BE、Harris BB、Turk Browne NB、Sinha R、Goldfarb EV。 Sherman BE等人。 神经科学杂志。2023年10月25日；43(43):7198-7212. doi:10.1523/JNEUROSCI.0916-23.2023。Epub 2023年10月9日。 神经科学杂志。2023 PMID：37813570 临床试验。
  • 社论：突触可塑性和功能障碍，朋友还是敌人？
    Nugent FS、Li KW、Chen L。 Nugent FS等人。 前突触神经科学。2023年5月3日；15:1204605. doi:10.3389/fnsyn.2023.1204605。eCollection 2023年。 前突触神经科学。2023 PMID：37206953 免费PMC文章。 没有可用的摘要。
  • 海马机制支持皮质醇诱导的记忆增强。
    Sherman BE、Harris BB、Turk-Browne NB、Sinha R、Goldfarb EV。 Sherman BE等人。 bioRxiv[预印本]。2023年2月9日：2023.02.08.527745。doi:10.1101/2023.02.08.527745。 生物Rxiv。2023 PMID：36798309 免费PMC文章。 已更新。 预打印。
查看所有“被引用”文章

参考文献

    1. Airan R.D.、Meltzer L.A.、Roy M.、Gong Y.、Chen H.、Deisseroth K.（2007）。在抑郁症动物模型中，高速成像揭示了神经生理与行为的联系。科学317819–823 10.1126/科学1144400-内政部-公共医学
    1. Andersen P.、Morris R.、Amaral D.、Bliss T.和O'Keefe J.（2007年）。《希波坎普斯书》。纽约州纽约市：牛津大学出版社
    1. Bischofberger J.、Engel D.、Li L.、Geiger J.R.P.、Jonas P.（2006年）。海马脑片苔藓纤维终末的斑贴灯记录。《国家协议》。12075–2081 10.1038/nprot.2006.312-内政部-公共医学
    1. Bliss T.V.，Collingridge G.L.（1993）。记忆的突触模型：海马体的长期增强。自然361，31–39 10.1038/361031a0-内政部-公共医学
    1. Burgalossi A.、Herfst L.、von Heimendahl M.、Förste H.、Haskic K.、Schmidt M.、Brecht M.（2011）。大鼠内侧内嗅皮层功能性识别神经元的微电路。神经元70、773–786 10.1016/j.Neuron.2011.04.003-内政部-公共医学