Sự hình thành phụ thuộc vào hoạt động và chức năng của ma trận ngoại bào giàu chondroitin sulfate trong các mạng quanh tế bào thần kinh

Developmental Neurobiology - Tập 67 Số 5 - Trang 570-588 - 2007
Alexander Dityatev1,2, Gert Brückner3, Jens Grosche3, Ralf Kleene2, Melitta Schachner2
1Institut für Neurophysiologie und Pathophysiologie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, D-20246 Hamburg, Germany
2Zentrum für molekulare Neurobiologie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, D-20246 Hamburg, Germany
3Paul Flechsig Institute for Brain Research, University of Leipzig, D-04109 Leipzig, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt

Các phân tử ma trận ngoại bào—bao gồm proteoglycan chondroitin sulfate, hyaluronan và tenascin‐R—được làm giàu trong các mạng quanh tế bào thần kinh (PNs) liên quan đến các nhóm tế bào thần kinh trong não và tủy sống. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi cho thấy rằng những tập hợp ma trận ngoại bào tương tự phụ thuộc vào loại tế bào đã được hình thành trong các nền văn hóa tế bào phân lập từ hồi hải mã chuột sau sinh sớm. Bắt đầu từ ngày thứ 5 trong nuôi cấy, các tích tụ cấu trúc ngoại bào dạng lưới được đánh dấu bằng Wisteria floribunda agglutinin đã được phát hiện tại bề mặt tế bào của các tế bào trung gian biểu hiện parvalbumin, hình thành sau 2–3 tuần thành các PNs rõ ràng xung quanh các tiếp xúc synapse tại soma và nhánh gần, cũng như xung quanh các đoạn khởi đầu của sợi trục. Ghi nhận sinh lý học và đánh dấu nội bào của các tế bào thần kinh biểu hiện PN đã cho thấy đây là các tế bào trung gian có tốc độ phát xung nhanh với các đặc trưng hình thái của các tế bào rổ. Để nghiên cứu cơ chế hình thành PNs phụ thuộc vào hoạt động, chúng tôi đã thực hiện phân tích dược lý và phát hiện rằng việc chặn các điện thế hành động, sự giải phóng chất truyền dẫn, loại thụ thể AMPA có tính thẩm thấu Ca2+ hoặc kênh Ca2+ loại L nhạy cảm với điện áp đã làm giảm mạnh sự tích tụ ngoại bào của các thành phần PN trong các tế bào thần kinh nuôi cấy. Do đó, chúng tôi đề xuất rằng việc thâm nhập Ca2+ thông qua các thụ thể AMPA và các kênh loại L là cần thiết cho sự hình thành PNs phụ thuộc vào hoạt động. Để nghiên cứu chức năng của các PNs giàu chondroitin sulfate, chúng tôi đã điều trị các nền văn hóa bằng chondroitinase ABC dẫn đến việc giảm đáng kể một số thành phần chính của PN. Sự loại bỏ PNs không ảnh hưởng đến số lượng và phân bố của các liên kết GABAergic quanh soma nhưng làm tăng khả năng kích thích của các tế bào trung gian trong nền văn hóa, gợi ý vai trò của ma trận ngoại bào của PNs trong việc điều chỉnh hoạt động của tế bào thần kinh trung gian.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/S0306-4522(01)00419-5

10.1073/pnas.94.19.10116

10.1111/j.1460-9568.2004.03561.x

10.1128/MCB.22.21.7417-7427.2002

10.1002/glia.440080306

10.1007/s002210050463

10.1007/s002210000617

10.1016/S0891-0618(03)00036-X

10.1002/1096-9861(20001225)428:4<616::AID-CNE3>3.0.CO;2-K

10.1023/B:HIJO.0000023374.22298.50

10.1016/j.neuroscience.2005.11.068

10.1016/S0306-4522(01)00082-3

10.1002/cne.20822

10.1002/hipo.1993.4500030709

10.1016/S0166-2236(98)01298-3

10.1038/307650a0

10.1016/S0896-6273(00)81151-4

DityatevAE BrücknerG DityatevaG BukaloO GroscheJ SchachnerM.2006.Activity‐dependent formation and functions of perineuronal nets. Abstracts Neuroscience Meeting Atlanta.

10.1038/nrn1115

10.1016/S0165-0270(03)00202-4

10.1046/j.1460-9568.2002.02045.x

10.1126/science.1091032

10.1016/S0166-2236(03)00227-3

10.1016/S0896-6273(00)80339-6

10.1523/JNEUROSCI.10-09-03014.1990

10.1016/j.mcn.2003.12.001

10.1074/jbc.272.14.9123

10.1097/00001756-199210000-00012

10.1016/S0006-8993(99)01784-9

10.1016/S0891-0618(98)00044-1

10.1101/SQB.1990.055.01.049

10.1016/j.mcn.2006.01.011

10.1002/(SICI)1097-0177(200006)218:2<235::AID-DVDY2>3.0.CO;2-G

10.1046/j.1460-9568.1999.00533.x

10.1023/A:1026408716522

10.1523/JNEUROSCI.17-06-01928.1997

10.1113/jphysiol.1996.sp021294

10.1523/JNEUROSCI.18-01-00174.1998

10.1111/j.1469-7793.1997.655ba.x

Margolis RK, 1996, Neurocan and phosphacan: Two major nervous tissue‐specific chondroitin sulfate proteoglycans, Perspect Dev Neurobiol, 3, 273

10.1523/JNEUROSCI.18-20-08111.1998

10.1523/JNEUROSCI.22-17-07536.2002

10.1046/j.1460-9568.2000.00970.x

Naegele JR, 1990, Cell surface molecules containing N‐acetylgalactosamine are associated with basket cells and neurogliaform cells in cat visual cortex, J Neurosci, 10, 540, 10.1523/JNEUROSCI.10-02-00540.1990

10.1016/0005-2744(70)90139-7

10.1083/jcb.109.4.1765

10.1126/science.1072699

10.1016/j.bbrc.2005.01.026

10.1016/S0166-2236(00)01892-0

10.1523/JNEUROSCI.17-12-04527.1997

Schachner M, Recognition molecules and neural repair, J Neurochem

10.1046/j.1471-4159.2002.01183.x

10.1113/jphysiol.2004.078915

10.1038/nrc1391

10.1152/jn.00576.2002

10.1523/JNEUROSCI.19-11-04245.1999

10.1016/0003-2697(84)90782-6

10.1523/JNEUROSCI.18-16-06319.1998

10.1007/PL00000690

10.1128/MCB.21.17.5970-5978.2001

Thông tin
Thông tin xuất bản

Developmental Neurobiology

Tập 67 Số 5

570-588

Thông tin tác giả