Нейрохимия, 2022, T. 39, № 2, стр. 131-143

Тормозный контроль кратковременной пластичности при парной стимуляции зависит от полимеризации актина

И. В. Кудряшова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Москва, Россия

Поступила в редакцию 29.10.2021
После доработки 31.10.2021
Принята к публикации 02.11.2021

Аннотация

Исследование влияния джасплакинолида на кратковременную пластичность при парной стимуляции в переживающих срезах гиппокампа крыс выявило значимые различия при тестировании парными стимулами с межстимульными интервалами 15 и 70 мс. Это предполагает, что помимо общих механизмов, определяющих величину фасилитации при парной стимуляции (PPF), от полимеризации актина зависит степень участия дополнительных подавляющих PPF сигналов, включая суммацию с бисинаптическим ТПСП. Применение методов, контролирующих общие для разных межстимульных интервалов модификации, показало, что характер изменения специфичных для 15 мс интервала механизмов подавления PPF зависел от их исходных характеристик до аппликации джасплакинолида. Если в начале эксперимента эффект подавления PPF15 относительно PPF70 отсутствовал или был минимальным, джасплакинолид приводил к активации исходно слабого торможения. В противоположность этому, на более зависимые от тормозного компонента реакции джасплакинолид оказывал растормаживающее влияние. Предполагается, что дифференцированное влияние джасплакинолида на девиантные реакции содействует восстановлению нормального уровня активации и может иметь отношение к реполимеризации актина в ходе гомеостатической регуляции баланса возбуждения и торможения.

Ключевые слова: гиппокамп, кратковременная пластичность при парной стимуляции, бисинаптический тормозный потенциал, полимеризация актина, усиление тормозного контроля, растормаживание

Список литературы

  1. Кудряшова И.В. // Нейрохимия. 2014. Т. 31. № 1. С. 5–15.

  2. Jackman S.L., Regehr W.G. // Neuron. 2017. V. 94. P. 447–464.

  3. Schneggenburger R., Sakaba T., Neher E. // Trend. Neurosci. 2002. V. 25. № 4. P. 206–212.

  4. Mochida S. // Neurosci. Res. 2011. V. 70. № 1. P. 16–23.

  5. Jones M.V., Westbrook G.L. // Trend. Neurosci. 1996. V. 19. № 3. P. 96–101.

  6. Renner M., Schweizer C., Bannai H., Triller A., Lévi S. // PLoS ONE. 2012. V. 7. P. e43032.

  7. Bartley A.F., Dobrunz L.E. // Eur. J. Neurosci. 2015. V. 41. P. 1402–1415.

  8. Willadt S., Nenniger M., Vogt K.E. // PLoS One. 2013. V. 8. № 11. P. e80984.

  9. Villa K.L., Berry K.P., Subramanian J., Cha J.W., Oh W.C., Kwon H.B., Kubota Y., So P.T., Nedivi E. // Neuron. 2016. V. 89. P. 756–769.

  10. Кудряшова И.В. // Журн. высш. нервн. деят. 2015. Т. 65. № 2. С. 131–138.

  11. Кудряшова И.В. // Нейрохимия. 2021. Т. 38. № 3. С. 195–204.

  12. Gu J., Lee C.W., Fan Y., Komlos D., Tang X., Sun C., Yu K., Hartzell H.C., Chen G., Bamburg J.R., Zheng J.Q. // Nat. Neurosci. 2010. V. 13. № 10. P. 1208–1215.

  13. Rust M.B., Gurniak C.B., Renner M., Vara H., Morando L., Görlich A., Sassoè-Pognetto M., Banchaabouchi M.A., Giustetto M., Triller A., Choquet D., Witke W. // EMBO J. 2010. V. 29. № 11. P. 1889–18902.

  14. Maynard S.A., Triller A. // Front. Mol. Neurosci. 2019. V. 12. P. 313.

  15. Mele M., Costa R.O., Duarte C.B. // Front. Cell Neurosci. 2019. V. 13. P. 77.

  16. Chiu C.Q., Barberis A., Higley M.J. // Nat. Rev. Neurosci. 2019. V. 20. P. 272–281.

  17. Giesemann T., Schwarz G., Nawrotzki R. Berhörster K., Rothkegel M., Schlüter K., Schrader N., Schindelin H., Mendel R.R, Kirsch J., Jockusch B.M. // J. Neurosci. 2003. V. 23. № 23. P. 8330–8339.

  18. Wei J., Zhang M., Zhu Y., Wang J.-H. // Neuroscience. 2004. V. 127. № 3. P. 637–647.

  19. Ivanov A., Esclapez M., Pellegrino Ch., Shirao T., Ferhat L. // J. Cell Sci. 2009. V. 122. P. 524–534.

  20. Bubb M.R., Spector I., Beyer B.B., Fosen K.M. // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 5163–5170.

  21. Yan Zh., Kim E., Datta D., Lewis D.A., Soderling S.H. // J. Neurosci. 2016. V. 36. № 45. P. 11411–11417.

  22. Imoukhuede P.I., Moss F.J., Michael D.J., Chow R.H., Lester H.A. // Biophys. J. 2009. V. 96. P. 2949–2960.

  23. Peng Y.-R., Zeng S.-Y., Song H.-L., Li M.-Y., Yamada M.K., Yu X. // J. Neurosci. 2010. V. 30. P. 16220–16231.

  24. Lau C.G., Murthy V.N. // J. Neurosci. 2012. V. 32. № 25. P. 8521–8531.

  25. Bourne J.N., Harris K.M. // Hippocampus. 2011. V. 21. P. 354–373.

  26. Dobie F.A., Craig A.M. // J. Neurosci. 2011. V. 31. P. 10481–10493.

  27. Jaworski J., Kapitein L.C., Gouveia S.M. Dortland B.R., Wulf P.S., Grigoriev I., Camera P., Spangler S.A., Di Stefano P., Demmers J., Krugers H., Defilippi P., Akhmanova A., Hoogenraad C.C. // Neuron. 2009. V. 61. № 1. P. 85–100.

  28. Hanus C., Ehrensperger M.-V., Triller A. // J. Neurosci. 2006. V. 26. P. 4586–4595.

  29. Bannai H., Lévi S., Schweizer C., Inoue T., Launey T., Racine V., Sibarita J.B., Mikoshiba K., Triller A. // Neuron. 2009. V. 62. P. 670–682.

  30. de Luca E., Ravasenga T., Petrini E.M., Polenghi A., Nieus T., Guazzi S., Barberis A. // Neuron. 2017. V. 95. № 1. P. 63–69.e5.

  31. Hausrat T.J., Muhia M., Gerrow K., Thomas P., Hirdes W., Tsukita S., Heisler F.F., Herich L., Dubroqua S., Breiden P., Feldon J., Schwarz J.R, Yee B.K., Smart T.G., Triller A., Kneussel M. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 6872.

  32. Luscher B., Fuchs T., Kilpatrick C.L. // Neuron. 2011. V. 70. № 3. P. 385–409.

  33. Bogdanov Y., Michels G., Armstrong-Gold C., Haydon P., Lindstrom J., Pangalos M., Moss S. // EMBO J. 2006. V. 25. P. 4381–4389.

  34. Rannals M.D., Kapur J. // J. Neurosci. 2011. V. 31. № 48. P. 17701–17712.

  35. Harney S.C., Anwyl R. // J. Physiol. 2012. V. 590. № 16. P. 3771–3786.

  36. McBain C.J. Kaue J.A. // Curr. Opin. Neurobiol. 2009. V. 19. № 3. P. 254–262.

  37. Bleckert A., Photowala H., Alford S. // J. Neurophysiol. 2012. V. 107. № 12. P. 3479–3492.

  38. Кудряшова И.В. // Нейрохимия. 2015. Т. 32. № 3. С. 181–191.

  39. Gandolfi D., Bigiani A., Porro C.A., Mapelli J. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 5. P. 1805.

  40. Bar-Ilan L., Gidon A., Segev I. // Front. Neural. Circuits. 2013. V. 6. P. 118.

  41. Hayama T., Noguchi J., Watanabe S., Takahashi N., Hayashi-Takagi A., Ellis-Davies G.C., Matsuzaki M., Kasai H. // Nat. Neurosci. 2013. V. 16. № 10. P. 1409–1416.

  42. Bannai H., Niwa F., Sherwood M.W., Shrivastava A.N., Arizono M., Miyamoto A., Sugiura K., Lévi S., Triller A., Mikoshiba K. // Cell Rep. 2015. V. 13. P. 2768–2780.

  43. Mapelli J., Gandolfi D., Vilella A., Zoli M., Bigiani A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 9898–9903.

  44. Gerrow K., Triller A. // Mol. Cell. Neurosci. 2014. V. 60. P. 97–107.

  45. Wright R., Newey S.E., Ilie A., Wefelmeyer W., Raimondo J.V., Ginham R.,R.A. Mcllhinney J., Akerman C.J. // J. Neurosci. 2017. V. 37. № 22. P. 5447–5462.

  46. Fu Y., Wu X., Lu J., Huang Z.J. // Front. Cell Neurosci. 2012. V. 6. P. 57.

  47. Muir J., Arancibia-Carcamo I.L., MacAskill A.F., Smith K.R., Griffin L.D., Kittler J.T. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 38. P. 16679–16684.

  48. Vlachos A., Reddy-Alla S., Papadopoulos T., Deller T., Betz H. // Cereb. Cortex. 2013. V. 23. P. 2700–2711.

  49. Fritschy J., Panzanelli P. // Eur. J. Neurosci. 2014. V. 39. P. 1845–1865.

  50. Pizzarelli R., Griguoli M., Zacchi P., Petrini E.M., Barberis A., Cattaneo A., Cherubini E. // Neuroscience. 2020. V. 439. P. 125–136.

  51. Lushnikova I., Skibo G., Muller D., Nikonenko I. // Neuropharmacology. 2011. V. 60. P. 757–764.

  52. Chamma I., Heubl M., Chevy Q., Renner M., Moutkine I., Eugène E., Poncer J. Ch., Lévi S. // J. Neurosci. 2013. V. 33. № 39. P. 15488–15503.

  53. Woodin M.A., Ganguly K., Poo M. // Neuron. 2003. V. 39. P. 807–820.

  54. Jedlicka P., Deller T., Gutkin B.S., Backus K.H. // Hippocampus. 2011. V. 21. P. 885–898.

  55. Lee H.H., Deeb T.Z., Walker J.A., Davies P.A., Moss S.J. // Nat. Neurosci. 2011. V. 14. P. 736–743.

  56. Viitanen T., Ruusuvuori E., Kaila K., Voipio J. // J. Physiol. 2010. V. 588. P. 1527–1540.

  57. Hennequin G., Agnes E.J., Vogels T.P. // Ann. Rev. Neurosci. 2017. V. 25. P. 557–579.

  58. Guzman G.A., Guzman R.E., Jordan N., Hidalgo P. // Front. Cell Neurosci. 2019. V. 13. P. 125.

  59. Vargas-Caballero M., Martin L.J., Salter M.W., Orser B.A. Paulsen O. // Neuropharmacology. 2009. V. 58. P. 668–675.

  60. Sprekeler H. // Curr. Opin. Neurobiol. 2017. V. 43. P. 198–203.

  61. Ortega J.M, Genç Ö., Davis G.W. // eLife. 2018. V. 7. P. e40385.

Дополнительные материалы отсутствуют.