| Инд. авторы: | Запара Т.А., Проскура А.Л., Малахин И.А., Вечкапова С.О., Ратушняк А.С. |
| Заглавие: | Мобильность глутаматных рецепторов амра-типа как ключевой фактор экспрессии и поддержания синаптической потенциации |
| Библ. ссылка: | Запара Т.А., Проскура А.Л., Малахин И.А., Вечкапова С.О., Ратушняк А.С. Мобильность глутаматных рецепторов амра-типа как ключевой фактор экспрессии и поддержания синаптической потенциации // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2016. - Т.102. - № 2. - С.195-204. - ISSN 0869-8139. |
| Внешние системы: | РИНЦ: 25408183; |
| Реферат: | eng: A time dynamic of LTP development in the first minutes after high frequency stimulation has been investigated by using a cell model of synaptic potentiation. An experimental assessment of dependence of potentiation and maintenance of a stable level of synaptic transmission in the CA1 area of mice hippocampus on the intracellular transport has been made with brefeldin A (the blocker of transport vesicle forming). The integrative activity of the systems, ensuring the delivery of glutamate receptors to the dendrite spines in amounts and in time intervals necessary for fast changing and long maintenance of transmission efficiency is discussing. rus: На срезах гиппокампа мышей линии ICR исследована динамика экспрессии посттетанической потенциации фокального ответа (п-спайка) в синаптической системе коллатерали Шаффера-пирамидные нейроны поля СА1. Потенциацию вызывали высокочастотной стимуляцией коллатералей Шаффера (1с/100Гц). Через 10 с все срезы группы демонстрировали прирост амплитуды п-спайка в ответ на тестирующие стимулы. Были выявлены срезы с резким ростом амплитуды до максимального значения и срезы с плавным приростом амплитуды п-спайков. С использованием блокатора формирования транспортных везикул, брефельдина А проведена экспериментальная оценка зависимости фаз посттетанической потенциации от внутриклеточного транспорта. Брефельдин А добавляли в перфузирующий раствор до тетанической стимуляции. Такая обработка срезов в течение 60 мин не влияла на величину базового п-спайка и экспрессию посттетанической потенциации, однако нарушала следующую фазу - поддержание потенциации. Наблюдался спад амплитуды п-спайков. Обсуждается интегративная деятельность систем, обеспечивающих поставку в дендритные шипики глутаматных рецепторов в количестве и временных интервалах, необходимых для быстрого изменения и длительного поддержания эффективности нейротрансмиссии. |
| Ключевые слова: | long-term potentiation; брефельдин А; мобильность глутаматных рецепторов; долговременная потенциация; синаптическая пластичность; Brefeldin A; mobility of glutamate receptors; synaptic plasticity; |
| Издано: | 2016 |
| Физ. характеристика: | с.195-204 |
| Цитирование: | 1. Запара Т. А., Вечкапова С. О., Проскура А. Л., Ратушняк А. С. Синергический эффект ионов магния и амида ламбертиановой кислоты в регуляции активности глутаматных рецепторов NMDA типа пирамидных нейронов гиппокампа. Вавиловский журн. генетики и селекции. 18 (4/3) : 1090-1099. 2014. 2. Проскура А. Л., Малахин И. А., Турнаев И. И., Суслов В. В., Запара Т. А., Ратушняк А. С. Межмолекулярные взаимодействия в функциональных системах нейрона. Вавиловский журн. генетики и селекции. 17 (4/1) : 202-210. 2013. 3. Abraham W. C., Williams J. M. LTP maintenance and its protein synthesis-dependence. Neurobiol. Learn. Mem. 89 (3) : 260-268. 2008. 4. Bats C., Groc L., Choquet D. The interaction between Stargazin and PSD-95 regulates AMPA receptor surface trafficking. Neuron. 53 (5) : 719-734. 2007. 5. Broutman G., Baudry M. Involvement of the secretory pathway for AMPA receptors in NMDA-induced potentiation in hippocampus. J. Neurosci. 21 (1) : 27-34. 2001. 6. Cheng D., Hoogenraad C. C., Rush J., Ramm E., Schlager M. A., Duong D. M., Xu P., Wijayawardana S. R., Hanfelt J., Nakagawa T., Sheng M., Peng J. Relative and absolute quantification of postsynaptic density proteome isolated from rat forebrain and cerebellum. Mol. Cell. Proteomics. 5 (6) : 1158-1170. 2006. 7. Donaldson J. G., Finazzi D., Klausner R. D. Brefeldin A inhibits Golgi membrane-catalysed exchange of guanine nucleotide onto ARF protein. Nature. 360 (6402) : 350-352. 1992. 8. Fan X., Jin W. Y., Wang Y. T. TheNMDAreceptor complex: a multifunctional machine at the glutamatergic synapse. Front. Cell. Neurosci. 8 (160) : 1-9. 2014. 9. Gerges N. Z., Tran I. C., Backos D. S., Harrell J. M., Chinkers M., Pratt W. B., Esteban J. A. Independent functions of hsp90 in neurotransmitter release and in the continuous synaptic cycling of AMPA receptors. J. Neurosci. 24 (20) : 4758-4766. 2004. 10. Greger I. H., Khatri L., Ziff E. B. RNA editing at arg607 controls AMPA receptor exit from the endoplasmic reticulum. Neuron. 34 (5) : 759-772. 2002. 11. Heine M., Groc L., Frischknecht R., Beique J. C., Lounis B., Rumbaugh G., Huganir R. L., Cognet L., Choquet D. Surface mobility of postsynaptic AMPARs tunes synaptic transmission. Science. 320 (5873) : 201-205. 2008. 12. Hotulainen P., Hoogenraad C. C. Actin in dendritic spines: connecting dynamics to function. J. Cell. Biol. 189 (4) : 619-629. 2010. 13. Jackson C. L., Casanova J. E. Turning on ARF: the Sec7 family of guanine-nucleotide-exchange factors. Trends. Cell. Biol. 10 (2) : 60-67. 2000. 14. Kessels H. W., Malinow R. Synaptic AMPA receptor plasticity and behavior. Neuron. 61 (3) : 340-350. 2009. 15. Kim M., Park A. J., Havekes R., Chay A., Guercio L. A., Oliveira R. F., Abel T., Blackwell K. T. Colocalization of protein kinase A with adenylyl cyclase enhances protein kinase A activity during induction of long-lasting long-term-potentiation. PloS. Comput. Biol. 7 (6) : e1002084. 2011. 16. Lein P. J., Barnhart C. D., Pessah I. N. Acute hippocampal slice preparation and hippocampal slice cultures. Methods. Mol. Biol. 758 : 115-134. 2011. 17. Lisman J., Raghavachari S. A unified model of the presynaptic and postsynaptic changes during LTP at CA1 synapses. Sci. STKE. 2006(356) : re11. 2006. 18. MacDonald J. F., Jackson M. F., Beazely M. A. Hippocampal long-term synaptic plasticity and signal amplification of NMDA receptors. Crit. Rev. Neurobiol. 18 (1-2) : 71-84. 2006. 19. Makino H. Malinow R. AMPA receptor incorporation into synapses during LTP: the role of lateral movement and exocytosis. Neuron. 64 (3) : 381-390. 2009. 20. Malinow R., Mainen Z. F., Hayashi Y. LTP mechanisms: from silence to four-lane traffic. Curr. Opin. Neurobiol. 10 (3) : 352-357. 2000. 21. Matthies H., jr., Kretlow J., Matthies H., Smalla K. H., Staak S., Krug M. Glycosylation of proteins during a critical time window is necessary for the maintenance of long-term potentiation in the hippocampal CA1 region. Neuroscience. 91 (1) : 175-183. 1999. 22. Miyamoto E. Molecular mechanism of neuronal plasticity: induction and maintenance of long-term potentiation in the hippocampus. J. Pharmacol. Sci. 100 (5) : 433-442. 2006. 23. Newpher T. M., Ehlers M. D. Glutamate receptor dynamics in dendritic microdomains. Neuron. 58 (4) : 472-497. 2008. 24. Niu T. K., Pfeifer A. C., Lippincott-Schwartz J., Jackson C. L. Dynamics of GBF1, a Brefeldin A-sensitive Arf1 exchange factor at the Golgi. Mol. Biol. Cell. 16 (3) : 1213-1222. 2005. 25. Opazo P., Labrecque S., Tigaret C. M., Frouin A., Wiseman P. W., De Koninck P., Choquet D. CaMKII triggers the diffusional trapping of surface AMPARs through phosphorylation of stargazin. Neuron. 67 (2) : 239-252. 2010. 26. Opazo P., Choquet D. A three-step model for the synaptic recruitment of AMPA receptors. Mol. Cell. Neurosci. 46 (1) : 1-8. 2011. 27. Passafaro M., Piёch V., Sheng M. Subunit-specific temporal and spatial patterns of AMPA receptor exocytosis in hippocampal neurons. Nat. Neurosci. 4 (9) : 917-926. 2001. 28. Petersen C. C., Malenka R. C., Nicoll R. A., Hopfield J. J. All-or-none potentiation at CA3-CA1 synapses. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95(8) : 4732-4737. 1998. 29. Plant K., Pelkey K. A., Bortolotto Z. A., Morita D., Terashima A., McBain C. J., Collingridge G. L., Isaac J. T. Transient incorporation of native GluR2-lacking AMPA receptors during hippocampal long-term potentiation. Nat. Neurosci. 9 (5) : 602-604. 2006. 30. Shi S., Hayashi Y., Esteban J. A., Malinow R. Subunit-specific rules governing AMPA receptor trafficking to synapses in hippocampal pyramidal neurons. Cell. 105 (3) : 331-343. 2001. 31. Ster J., de Bock F., Bertaso F., Abitbol K., Daniel H., Bockaert J., Fagni L. Epac mediates PACAP-dependent long-term depression in the hippocampus. J. Physiol. 587 (Pt 1) : 101-113. 2009. 32. Tanaka H., Hirano T. Visualization of subunit-specific delivery of glutamate receptors to postsynaptic membrane during hippocampal long-term potentiation. Cell. Rep. 1 (4) : 291-298. 2012. 33. Tardin C., Cognet L., Bats C., Lounis B., Choquet D. Direct imaging of lateral movements of AMPA receptors inside synapses. EMBO J. 22 (18) : 4656-4665. 2003. 34. Yuste R., Bonhoeffer T. Genesis of dendritic spines: insights from ultrastructural and imaging studies. Nat. Rev. Neurosci. 5 (1) : 24-34. 2004. 35. Wenthold R. J., Petralia R. S., Blahos J. I., Niedzielski A. S. Evidence for multiple AMPA receptor complexes in hippocampal CA1/CA2 neurons. J. Neurosci. 16 (6) : 1982-1989. 1996. 36. Proskura A. L., Ratushnyak A. S., Zapara T. A. The protein-protein interaction networks of dendritic spines in the early phase of long-term potentiation. J. Comput. Sci. Syst. Biol. 7 (1) : 2014. doi.org/10.4172/jcsb.1000136. |
