Language
발달시기

소식

홈페이지홈페이지 / 소식 / 발달시기
search
최근 뉴스

Feb 04, 2024

공간을 재구성하는 1,000가지 생생한 색상의 표면 소재

Jun 01, 2023

19가

Oct 03, 2023

잉크의 가능성을 탐구하는 책과 새로운 다큐멘터리

May 20, 2023

잉크의 가능성을 탐구하는 책과 새로운 다큐멘터리

Dec 24, 2023

Old Masters의 유성 페인트에서 달걀 노른자의 역할에 대한 전체적인 견해

문의 보내기
제출하다

Mar 06, 2024

발달시기

Communications Biology 6권, 기사 번호: 446(2023) 이 기사 인용 625 액세스 2 인용 2 Altmetric Metrics 세부 정보 이끼 섬유(MF) 사이의 시냅스에 대한 오랜 가설

커뮤니케이션 생물학 6권, 기사 번호: 446(2023) 이 기사 인용

625 액세스

2 인용

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

이끼 섬유(MF)와 소뇌 과립 세포(GC) 사이의 시냅스가 MF의 기원과 GC 축삭, 평행 섬유(PF)의 위치에 따라 구성된다는 오랜 가설이 최근 연구 결과에 의해 뒷받침됩니다. 그러나 그러한 조직화된 시냅스 연결의 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다. 여기서는 마우스에서 GC의 PF 위치 의존적 라벨링을 가능하게 하는 기술을 사용하여 폰틴 핵(PN-MF) 및 등쪽 기둥 핵(DCoN-MF)에서 유래하는 특정 MF와 GC의 시냅스 연결이 온화하지만 차별적으로 이루어짐을 확인했습니다. PF 위치에 따라 구성됩니다. 그런 다음 근처에 PF가 있는 GC의 수상돌기가 동일한 MF 터미널과 연결되는 경향이 있는 방식으로 전체 MF-GC 시냅스 연결이 편향되어 있음을 발견했습니다. 이는 MF 원점 및 PF 위치 종속 조직이 전체 편향된 MF와 연관되어 있음을 의미합니다. -GC 시냅스 연결성. 또한 PN-MF의 개발은 DCoN-MF의 개발보다 앞섰는데, 이는 이러한 MF의 각 유형과 우선적으로 연결되는 GC의 개발 순서와 일치합니다. 따라서 우리의 결과는 전체 MF-GC 시냅스 연결이 PF 위치 측면에서 편향되어 있음을 밝혔으며 이러한 연결은 발달 타이밍 일치 파트너 간의 시냅스 형성의 결과일 가능성이 있음을 시사했습니다.

소뇌 과립 세포(GC)는 뇌에서 가장 많은 뉴런으로 전체 뉴런의 절반을 차지합니다1. GC 소마는 GC 층(GCL)이라고도 하는 소뇌 입력 층에 위치하지만 축삭, 평행 섬유(PF)를 분자 층(ML)에서 확장하고 개별 PF는 층 구조와 평행하게 실행되어 다음을 초래합니다. 시냅스후 Purkinje 세포(PC) 또는 ML 개재뉴런의 별개 영역에 시냅스 접촉이 형성됩니다. GCL에서 각 GC는 평균 4개의 짧은 수상돌기를 통해 입력을 수신하며, 이는 사구체의 이끼 섬유(MF) 말단과 시냅스를 만듭니다. 사구체에는 단일 MF 터미널과 8~20개의 GC 수상돌기가 포함됩니다2. 다양한 컨텍스트를 분리하고 PC 수상돌기와의 시냅스에서 연관 학습을 달성하기 위해 희소 코딩에 대량의 GC가 유리하다는 전통적인 이론이 있었습니다. 사구체의 MF와 GC 수상돌기 사이의 시냅스 연결 분석과 결합된 전산 연구는 시냅스 연결이 효과적인 희소 코딩에 유익하다는 것을 보여주었습니다2. 따라서, MF-GC 네트워크 구조의 특성을 그 기능에 활용할 수 있다.

네트워크 토폴로지 외에도 GC의 또 다른 중요한 특징은 PF가 ML의 특정 하위 계층에 위치하여 결과적으로 층류 구조를 형성한다는 사실을 포함하는 공간 구조입니다. 이러한 공간적 구성은 자연스럽게 네트워크 구조와의 관계에 주목하게 되었다. 골지 염색을 사용한 초기 연구에서는 GCL의 GC 소마 위치와 ML의 PF 위치 사이의 연관성과 특정 핵에서 발생하는 MF가 GCL의 특정 하위층으로의 투영을 제안했습니다5,6. 이러한 연구를 바탕으로 서로 다른 출처의 MF에서 발생하는 신호가 활성화된 PF의 하위 계층을 통해 ML에 다르게 전달될 수 있다는 가설이 세워졌습니다. 최근 연구에서는 희소 GC 라벨링을 사용하여 제안된 PF 위치와 GC 소마 위치 간의 상관 관계를 기반으로 PF 위치에 따른 GC 전기생리학적 특성의 차이를 제시했습니다8. 그러나 이전 연구12를 포함한 다른 연구9,10,11에서는 GC 소마 위치와 전후방 축을 따른 PF 위치 사이에 뚜렷한 상관관계가 없음을 보여주었습니다. 따라서 GCL의 MF에서 GC까지의 시냅스 조직과 PF 예측의 하위 계층 간의 이러한 연관성은 여전히 ​​논쟁의 여지가 있습니다. 이는 아마도 상대적으로 작은 부피에 매우 많은 수의 GC로 인해 조사하기 어려웠으며 이는 PF 예측에 따른 체계적인 해부를 방지합니다. 또 다른 최근 연구에서는 ML의 깊은(PC 소마에 더 가까운) 하위층과 표면 하위층에 각각 PF가 있는 초기 및 후기 태어난 GC를 구별할 수 있는 유전 전략을 개발하고 이러한 GC의 특성을 분석했습니다. 이 전략을 역행성 단일시냅스 광견병 바이러스 추적과 결합함으로써, 이 최근 연구는 조기 및 늦게 태어난 GC 사이의 다양한 MF 입력 패턴을 보여주었습니다. 그러나 그러한 다양한 패턴이 어떻게 생성되는지는 여전히 불분명합니다.

 M > S stands for a population of MF terminals connecting to D-GC, M-GC, and S-GC dendrites in the descending order. We then counted the numbers of tdT (NtdT)- or GFP (NGFP)-positive GC dendrites connecting with individual MF terminals and averaged them for each population, under the assumption that GCs were labeled by P7&P12 injection (Fig. 6a), as we experimentally performed together with labeling of PN-MFs and DCoN-MFs in Fig. 2. The analysis demonstrated that both numbers, NtdT and NGFP, in any populations of randomly divided MF terminals were equivalent (Fig. 6b). In contrast, NtdT and NGFP varied when MF terminals were categorized in a dominancy-dependent or order-dependent manner (Fig. 6c, d). These results confirm that the varied intensities of tdT and GFP in specific MF terminals presented in Fig. 2 are an indication of structured synaptic connections between the specific MF terminals and GC dendrites according to the PF locations. Furthermore, to interpret the synaptic connections in PN-MFs and DCoN-MFs, we compared the details of DtdT and DGFP (Fig. 2e) with NtdT and NGFP (Fig. 6c, d). Considering that DGFP was higher than DtdT in both PN-MFs and DCoN-MFs, and that DGFP in DCoN-MFs was higher than DGFP in PN-MFs (Fig. 2e), PN-MFs have similarity with M-GC-dominant MFs and DCoN-MFs have similarity with S-GC-dominant MFs (Fig. 6c). Thus, PN-MFs and DCoN-MFs are considered to predominantly form synapses with M-GCs and S-GCs, respectively. In addition, because DtdT in DCoN-MFs was also higher than DtdT in PN-MFs (Fig. 2e), PN-MFs likely included more M > S > D types than M > D > S types among M-GC-dominant MFs, and DCoN-MFs likely included more S > D > M types than S > M > D types among S-GC-dominant MFs (Fig. 6d). Therefore, it is speculated that the MF inputs from different nuclei are mainly conveyed to different sublayers of MLs, at least in part owing to the synaptic organization from specific MFs to GCs in the GCL./p>25.5 μm3 were detected by 3D objective counter functions in ImageJ software (Fig. 2d). If MF terminal clusters or MF axons were included, they were manually removed. The intensities in deeper optical sections of tdT and GFP images were adjusted by the histogram equalization (“Equalize Intensity in Z” function in NIS software), and mean intensities of tdT (ItdT) and GFP (IGFP) in individual MF terminals were measured. Normalized mean intensities of tdT (DtdT) and GFP (DGFP) were then calculated as follows:/p> D > M MF terminals). The order-dependent categorization resulted in six populations of MF terminals. We then assumed realistic labeling of GCs with tdT at P7 and GFP at P12, as described above, and counted the number of tdT- and GFP-positive GC dendrites in individual MF terminals. The NtdT and NGFP in each population were averaged. The series of processes were repeated in 100 configurations of the mild preferential connection model, and the averaged results (Fig. 6b–d) were used to compare with experimental observations of DtdT and DGFP in the DCoN-MF and PN-MF terminals./p>

3.0.CO;2-O" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-9861%2819990816%29411%3A1%3C97%3A%3AAID-CNE8%3E3.0.CO%3B2-O" aria-label="Article reference 41" data-doi="10.1002/(SICI)1096-9861(19990816)411:13.0.CO;2-O"Article CAS PubMed Google Scholar /p>