СТЕПЕНЬ СПЕЦИФИЧНОСТИ СИНАПТИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ПРИ НЕЙРОТРАНСПЛАНТАЦИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Трансплантация незрелой нервной ткани является перспективным биотехнологическим подходом для восстановления поврежденного мозга. Успех трансплантационной терапии зависит от реализации генетической программы дифференцировки донорских нейрональных предшественников и точности нервных связей как в самих нейротрансплантатах, так и в мозге реципиента. В работе изучена степень специфичности синаптических контактов при трансплантации гиппокамповой формации в неокортекс крыс. С помощью метода электронной микроскопии показано, что в самих трансплантатах дифференцировались преимущественно специфические формы синапсов, которые топографически правильно располагались на сома-дендритной поверхности нейронов. Прорастающие в мозг реципиента аксоны трансплантированных нейронов образовывали синаптические контакты с несвойственными им в норме нейронами. При формировании неспецифических аксональных связей они модифицировали состав и распределение нейромедиаторных пузырьков в пресинаптических терминалях, а также индуцировали структурно-химическую реорганизацию в постсинаптических дендритах.

Об авторах

З. Н Журавлева

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Email: zina_zhur@mail.ru
Пущино, Россия

Список литературы

  1. Citri A. and Malenka R. C. Synaptic plasticity: multiple forms, functions, and mechanisms. Neuropsychopharmacology, 33 (1), 18–41 (2008). doi: 10.1038/sj.npp.1301559
  2. Gulyeva N. V. Molecular mechanisms of neuroplasticity: an expanding universe. Biochemistry (Moscow), 82 (3), 237–242 (2017). doi: 10.1134/S0006297917030014
  3. Zaman V. and Shetty A. K. Fetal hippocampal CA3 cell grafts enriched with fibroblast growth factor-2 exhibit enhanced neuronal integration into the lesioned aging rat hippocampus in a kainate model of temporal lobe epilepsy. Hippocampus, 13 (5), 618–632 (2003). doi: 10.1002/hipo.10091
  4. Cardoso T., Adler A. F., Mattsson B., Hoban D. B., Nolbrant S., Wahlestedt J. N., Kirkeby A., Grealish S., Bjorklund A., and Parmar M. Target-specific forebrain projections and appropriate synaptic inputs of hESCderived dopamine neurons grafted to the midbrain of parkinsonian rats. J. Comp. Neurol., 526, 2133–2146 (2018). doi: 10.1002/cne.24500
  5. Droguerre M., Brot S., Vitrac C., Benoit-Marand M., Belnoue L., Patrigeon M., Laine A., Bere E., Jaber M., and Gaillard A. Better outcomes with intranigral versus intrastriatal cell transplantation: relevance for Parkinson’s disease. Cells, 11, 1191-1224 (2022). doi: 10.3390/cells11071191
  6. Magavi S. S. P. and Lois C. Transplanted neurons form both normal and ectopic projections in the adult brain. Dev. Neurobiol., 68 (14), 1527–1537 (2008). doi: 10.1002/dneu.20677
  7. Zhuravleva Z. N., Mugantseva E. A. and ZhuravlevG. I. Microscopic study of nervous system plasticity: Interactions of sympathetic nerves with neurons of intraocular hippocampal transplants. Bull. Exp. Biol. Med., 164 (5), 680–684 (2018). doi: 10.1007/S10517-018-4058-1
  8. Gerrow K., Romorini S., Nabi S. M., Colicos M. A., Sala C., and El-Husseini A. A preformed complex of postsynaptic proteins is involved in excitatory synapse development. Neuron, 49 (4), 547–562 (2006). doi: 10.1016/j.neuron.2006.01.015
  9. Colon-Ramos D. A. Synapse formation in developing neural circuits. Curr. Top. Dev. Biol., 87, 53–79 (2009). doi: 10.1016/S0070-2153(09)01202-2
  10. Косицын Н. С. Микроструктура дендритов и аксодендритических связей ЦНС (Наука, М., 1976).
  11. Vinogradova O. S. Hippocampus as comparator: role of the two input and two output systems of the hippocampus in selection and registration of information. Hippocampus, 11 (5), 578–598 (2001). doi: 10.1002/hipo.1073
  12. Zhuravleva Z. N. Ultrastructural signs of regenerativedegenerative processes in long-term dentate fascia grafts. J. Neural Transpl. Plast., 5 (3), 183–197 (1994). doi: 10.1155/NP.1994.183
  13. Hamlyn L. H. The fine structure of the mossy fibre endings in the hippocampus of the rabbit. J. Anat. (Lond.), 96 (1), 112–120 (1962). PMID: 13904141
  14. Rollenhagen A., Satzler K., Rodriguez E. P., Jonas P., Frotscher M., and Lubke J. H. R. Structural determinants of transmission at large hippocampal mossy fiber synapses. J. Neurosci., 27 (39), 10434–10444 (2007). doi: 10.1523/JNEUROSCI.1946-07.2007
  15. Henze D. A., Urban N. N., and Barrionuevo G. The multifarious hippocampal mossy fiber pathway: A review. Neurosci., 98 (3), 407−427 (2000). doi: 10.1016/s0306-4522(00)00146-9
  16. Colon-Ramos D. A. and Shen K. Cellular conductors: Glial cells as guideposts during neural circuit development. PLoS. Biol., 6 (4), e112 (2008). DOI: 10.1371/ journal.pbio.0060112
  17. Sun C., Nold A., Fusco C. M., Rangaraju V., Tchumatchenko T., Heilemann M., and Schuman E. M. The prevalence and specificity of local protein synthesis during neuronal synaptic plasticity. Sci. Adv., 7 (38):eabj0790 (2021). DOI: doi: 10.1126/sciadv.abj0790
  18. Yamada A., Irie K., Deguchi-Tawarada M., OhtsukaT., and Takai Y. Nectin-dependent localization of synaptic scaffolding molecule (S-SCAM) at the puncta adherentia junctions formed between the mossy fiber terminals and the dendrites of pyramidal cells in the CA3 area of the mouse hippocampus. Genes Cells, 8 (12), 985–994 (2003). doi: 10.1046/j.1356-9597.2003.00690.x
  19. Hoy J. L., Constable J. R., Vicini S., Fu Z., and Washbourne P. SynCAM1 recruits NMDA receptors via Protein 4.1B. Mol. Cell. Neurosci., 42 (4), 466–483 (2009). doi: 10.1016/j.mcn.2009.09.010
  20. Mizoguchi A., Nakanishi H., Kimura K., Matsubara K., Ozaki-Kuroda K., Katata T., Honda T., Kiyohara Y., Heo K., Higashi M., Tsutsumi T., Sonoda S., Ide C., and Takai Y. Nectin: an adhesion molecule involved in formation of synapses. J. Cell. Biol., 156 (3), 555–565 (2002). doi: 10.1083/jcb.200103113
  21. Iida J., Hirabayashi S., SatoY., and Hata Y. Synaptic scaffolding molecule is involved in the synaptic clustering of neuroligin. Mol. Cell. Neurosci., 27 (4), 497–508 (2004). doi: 10.1016/j.mcn.2004.08.006
  22. Falkner S., Grade S., Dimou L., Conzelmann K. K., Bonhoeffer T., Gotz M., and Hubener M. Transplanted embryonic neurons integrate into adult neocortical circuits. Nature, 539, 248–253 (2016). doi: 10.1038/nature20113
  23. Shetty A. K., Zaman V. and Turner D. A. Pattern of long-distance projections from fetal hippocampal field CA3 and CA1 cell grafts in lesioned CA3 of adult hippocampus follows intrinsic character of respective donor cells. Neurosci., 99 (2), 243–255 (2000). doi: 10.1016/S0306-4522(00)00178-0

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах