Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biểu hiện tạm thời của hoạt động NADPH diaphorase trong đường đi từ râu đến vùng thùng ở chuột
Tóm tắt
Sự phát triển của bản đồ hình thái học của vỏ não cảm giác của loài gặm nhấm dường như phụ thuộc vào các mẫu hoạt động neuron được tinh chỉnh một cách tinh vi. Nitric oxide (NO) đã được mô tả như một tín hiệu mạnh mẽ trong việc điều chế hoạt động thần kinh liên quan đến tính dẻo synap. Để đánh giá vai trò của NO trong đường đi cảm giác của chuột, chúng tôi đã khảo sát hoạt động của NO synthase bằng hóa học hiển vi NADPH diaphorase tại các giai đoạn phát triển quan trọng. Tại thời điểm sinh, hoạt động NADPH diaphorase đã được phát hiện trong bản vẽ vỏ của vỏ não cảm giác đang phát triển. Vào ngày thứ 3, hoạt động NADPH diaphorase lan tỏa gia tăng trong lớp 4 đang hình thành trong các hốc tương lai của vùng thùng. Mục nhuộm này đạt cường độ mạnh mẽ nhất vào ngày thứ 6 trong các hốc vùng thùng và không thể phát hiện được vào cuối tuần thứ hai sau sinh. Sự xuất hiện của mẫu nhuộm NADPH diaphorase lan tỏa cũng được quan sát thấy trong một thời gian biểu và hình thái tương tự ở các hạt liên tiếp của vỏ não cảm giác, đặc biệt là trong các barreloids trong nhân ventrobasal của thalamus và barrelettes của nhân sinh ba của thân não. Việc làm tổn thương hàng C của các râu vào ngày thứ 1 (tức là trong khoảng thời gian quan trọng của việc hình thành vùng thùng) đã dẫn đến sự kết hợp của các vùng thùng C với hoạt động NADPH diaphorase lan tỏa trong các trường thùng. Ngoài ra, các tế bào đơn lẻ dương tính với hoạt động NADPH diaphorase cao có mặt trong các lớp sâu của vỏ não cảm giác ở các ngày 0 và 3 đã trở nên khả kiến trong các lớp trên vào ngày thứ 6 và giữ nguyên cho đến ngày thứ 15. Trong lớp 4, những tế bào này chủ yếu được định vị trong các khoang vào ngày thứ 6 và 9. Không có tế bào đơn lẻ dương tính nào được phát hiện trong barrelettes hoặc barreloids ở bất kỳ độ tuổi nào. Chúng tôi kết luận rằng hoạt động NADPH diaphorase hiện diện trong suốt quá trình củng cố dựa trên trải nghiệm của các tiếp xúc synap trong đường đi cảm giác.
Từ khóa
#NADPH diaphorase #nitric oxide #vỏ não cảm giác #chuột #synaptic plasticityTài liệu tham khảo
Belford, G. R. &Killackey, H. P. (1979) Vibrissae representation in sub-cortical trigeminal centers of the neonatal rat.Journal of Comparative Neurology 183, 305–64.
Bennet-Clarke, C., Leslie, M., Chiaia, N. &Rhoades, R. W. (1993) Serotonin 1B receptors in the developing somatosensory and visual cortices are located on thalamocortical axons.Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 9, 153–7.
Bliss, T. &Lomo, T. (1973) Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following stimulation of the perforant path.Journal of Physiology 232, 331–56.
Bohme, G., Bon, C., Lemaire, M., Reibaud, M., Piot, O., Stuzmann, J., Doble, A. &Blanchard, J. (1993) Altered synaptic plasticity and memory formation in nitric oxide synthase inhibitor-treated rats.Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 90, 9191–4.
Bredt, D. &Snyder, S. (1994) Transient nitric oxide synthase neurons in embryonic cerebral cortical plate, sensory ganglia, and olfactory epithelium.Neuron 13, 301–13.
Bredt, D. S., Glatt, C. E., Hwang, P. M., Fohuti, M., Dawson, T. M. &Snyder, S. H. (1991) Nitric oxide synthase protein and mRNA are discretely localized in neuronal populations of the mammalian CNS together with NADPH diaphorase.Neuron 7, 615–24.
Buisson, A., Lakhmeche, N., Verrecchia, C., Plotkine, M. &Boulu, R. (1993a) Nitric oxide: an endogenous anticonvulsant substance.NeuroReport 4, 444–6.
Buisson, A., Margaill, L., Callebert, J., Plotkine, M. &Boulu, R. (1993b) Mechanisms involved in the neuroprotective activity of a nitric oxide synthase inhibitor during focal cerebral ischemia.Journal of Neurochemistry 61, 690–6.
Crair, C. &Malenka, R. (1995) A critical period for long-term potentiation at thalamocortical synapses.Nature 375, 325–8.
Cramer, K. S., Moore, C. I. &Sur, M. (1995) Transient expression of NADPH-diaphorase in the lateral geniculate nucleus of the ferret during early postnatal development.Journal of Comparative Neurology 353, 306–16.
Dawson, T. M., Bredt, D. S., Fohuti, M., Hwang, P. M. &Snyder, S. H. (1991) Nitric oxide synthase and neuronal NADPH-diaphorase are identical in brain and peripheral tissues.Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 88, 7797–801.
Dermon, C. &Stamakis, A. (1994) Laminar pattern of NADPH-diaphorase activity in the developing avian cerebellum.NeuroReport 5, 1941–5.
Dietrich, W. D., Durham, D., Lowry, O. &Woolsey, T. A. (1982) Increased sensory stimulation leads to changes in energy-related enzymes in the brain.Journal of Neuroscience 2, 1608–13.
Estrada, C., Mengual, E. &Gonzalez, C. (1993) Local NADPH-diaphorase neurons innervate pial arteries and lie close or project to intracerebral blood vessels: a possible role for nitric oxide in the regulation of blood flow.Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism 13, 978–84.
Garthwaite, J. (1991) Glutamate, nitric oxide and cell-cell signalling in the nervous system.Trends in Neurosciences 14, 61–7.
Günlük, A., Bickford, M. &Sherman, S. M. (1994) Rearing with monocular lid suture induces abnormal NADPH-diaphorase staining in the lateral geniculate nucleus of cats.Journal of Comparative Neurology 350, 215–28.
Holsher, C. &Rose, S. (1992) An inhibitor of nitric oxide synthesis prevents memory formation in the chick.Neuroscience Letters 145, 165–7.
Hope, B. T., Michael, G. J., Knigge, K. M. &Vincent, S. R. (1991) Neuronal NADPH-diaphorase is a nitric oxide synthase.Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 88, 2811–14.
Ivy, G. O. &Killackey, H. P. (1982) Ephemeral cellular segmentation in the thalamus of the neonatal rat.Brain Research 254, 1–17.
Izumi, Y., Clifford, D. &Zorumski, C. (1992) Inhibition of long-term potentiation by NMDA-mediated nitric oxide release.Science 257, 1273–6.
Jeanmonod, D., Rice, F. L. &Van Der Loos, H. (1981) Mouse somatosensory cortex: alterations in the barrel field following receptor injury at different early postnatal ages.Neuroscience 6, 1503–35.
Kharazia, V. N., Schmidt, H. H. H. W. &Weinberg, R. J. (1994) Type I nitric oxide synthase fully accounts for NADPH-diaphorase in rat striatum, but not cortex.Neuroscience 62, 983–7.
Lerner-Natoli, M., De Bock, F., Bockaert, J. &Rondouin, G. (1994) NADPH diaphorase-positive cells in the brain after status epilepticus.NeuroReport 5, 2633–7.
Ma, P. M. (1991) The barrelettes-architectonic vibrissal representations in the brainstem trigeminal complex of the mouse. I. Normal structural organization.Journal of Comparative Neurology 309, 161–99.
Marangoz, C., Ayyildiz, M. &Agar, E. (1994) Evidence that sodium nitroprusside possesses anticonvulsant effects mediated through nitric oxide.NeuroReport 20, 2454–6.
McCandlish, C., Waters, R. S. &Cooper, N. G. F. (1989) Early development of the representation of the body surface in SI cortex barrel field in neonatal rats as demonstrated with peanut agglutinin binding: evidence for differential development within the rattunculus.Experimental Brain Research 77, 425–31.
Nowicki, J. P., Duval, D., Poignet, H. &Scatton, B. (1991) Nitric oxide mediates neuronal death after focal cerebral ischemia in the mouse.European Journal of Pharmacology 204, 339–40.
Nussbaumer, J. C. &Van Der Loos, H. (1985) An electrophysiological and anatomical study of projections to the mouse cortical barrel field and its surroundings.Journal of Neurophysiology 53, 686–8.
Olgilvie, O., Schilling, K., Billingsley, M. &Schmidt, H. (1995) Induction and variants of neuronal nitric oxide synthase type I during synaptogenesis.FASEB Journal 9, 799–806.
Paysan, J., Bolz, J., Mohler, H. &Fritschy, J.-M. (1994) GABAA receptor α1 subunit, an early marker for area specification in developing rat cerebral cortex.Journal of Comparative Neurology 350, 133–49.
Riddle, D., Gutierrez, G., Zheng, D., White, L., Richards, A. &Purves, D. (1993) Differential metabolic and electrical activity in the somatic sensory cortex of juvenile and adult rats.Journal of Neuroscience 13, 4193–213.
Rondouin, G., Lerner-Natoli, M., Manzoni, O., Lafon-Cazal, M. &Bockaert, J. (1992) A nitric oxide (NO) synthase inhibitor accelerates amygdala kindling.NeuroReport 3, 805–8.
Roskams, A. J., Bredt, D., Dawson, T. M. &Ronnet, G. V. (1994) Nitric oxide mediates the formation of synaptic connections in developing and regenerating olfactory receptor neurons.Neuron 13, 289–99.
Sajin, B. &Steindler, D. (1994) Cells on the edge; boundary astrocytes and neurons.Perspectives on Developmental Biology 2, 275–89.
Samama, B., Chateau, D. &Boehm, N. (1995) Expression of NADPH-diaphorase in the rat forebrain during development.Neuroscience Letters 184, 204–7.
Schlaggar, B. &O'Leary, D. (1993) Patterning of the barrel field in somatosensory cortex with implications for the specification of neocortical areas.Perspectives on Developmental Biology 1, 81–91.
Schmidt, H., Gagne, G., Nakane, M., Pollok, J., Miller, M. &Murad, F. (1992) Mapping of neural nitric oxide synthase in the rat suggests frequent co-localization with NADPH diaphorase but not with soluble guanylyl cyclase, and novel paraneural functions for nitrinergic signal transduction.Journal of Histochemistry and Cytochemistry 40, 1439–56.
Tanaka, M., Yoshida, S., Yano, M. &Hanaoka, F. (1994) Roles of endogenous nitric oxide in cerebellar cortical development in slice cultures.NeuroReport 5, 2049–52.
Valtschanoff, J. G., Weinberg, R. J., Kharazia, V. N., Nakane, M. &Schmidt, H. H. (1993) Neurons in rat hippocampus that synthesize nitric oxide.Journal of Comparative Neurology 331, 111–21.
Valtschanoff, J. G., Weinberg, R. J., Rustioni, A. &Schmidt, H. H. (1995) Colocalization of neuronal nitric oxide synthase with GABA in rat cuneate nucleus.Journal of Neurocytology 24, 237–45.
Van Der Loos, H. (1976) Barreloids in mouse somatosensory thalamus.Neuroscience Letters 2, 1–6.
Van Der Loos, H. &Woolsey, T. A. (1973) Somatosensory cortex: structural alterations following early injury to sense organs.Science 179, 395–8.
Vercelli, A. &Cracco, C. (1994) Effects of eye enucleation on NADPH-diaphorase positive neurons in the superficial layers of the rat superior colliculus.Developmental Brain Research 83, 85–98.
Vincent, S. R. &Hope, B. T. (1992) Neurons that say NO.Trends in Neurosciences 15, 109–13.
Welker, C. (1976) Receptive fields of barrels in the somatosensory neocortex of the rat.Journal of Comparative Neurology 166, 173–90.
Welker, C. &Woolsey, T. A. (1974) Structure of layer IV in the somatosensory neocortex of the rat: description and comparison with the mouse.Journal of Comparative Neurology 158, 437–54.
Welker, C., Rao, S. B., Dörfl, J., Melzer, P. &Van Der Loos, H. (1992) Plasticity in the barrel cortex of the adult mouse: effects of chronic stimulation upon deoxyglucose uptake in the behaving animal.Journal of Neuroscience 12, 153–70.
Williams, C., Nordquist, D. &McLoon, S. (1994) Correlation of nitric oxide synthase expression with changing patterns of axonal projections in the developing visual system.Journal of Neuroscience 14, 1746–1755.
Wong-Riley, M. T. T. &Welt, C. (1980) Histochemical changes in cytochrome oxidase of cortical barrels after vibrissal removal in neonatal and adult mice.Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)77, 2333–7.
Woolsey, T. A. &Van Der Loos, H. (1970) The structural organization of layer IV in the somatosensory region (SI) of the mouse cerebral cortex: the description of a cortical field composed of discrete cytoarchitectonic units.Brain Research 17, 205–42.
Wu, H., Williams, C. &McLoon, S. (1994) Involvement of nitric oxide in the elimination of a transient retinotectal projection in development.Science 265, 1593–6.
Yan, X., Jen, L. &Garey, L. (1993) Parasagital patches in the granular layer of the developing and adult rat cerebellum as demonstrated by NADPH-diaphorase histochemistry.NeuroReport 4, 1227–30.
Yan, X., Garey, L. J. &Jen, L. S. (1994) Development of NADPH-diaphorase activity in the rat neocortex.Developmental Brain Research 79, 29–38.