Connectivité synaptique d’une nouvelle population de cellules dans le striatum

Sommaire: Les chercheurs caractérisent une nouvelle population neuronale dans le striatum qui semble être responsable de l’interaction entre l’acétylcholine et le GABA.

La source: Institut Karolinska

Une nouvelle étude du Département de neurosciences du Karolinska Institutet caractérise une nouvelle population neuronale dans les ganglions de la base, responsable de l’interaction entre deux types de neurotransmetteurs, le GABA et l’acétylcholine.

L’étude vient d’être publiée dans Rapports de cellule.

Le striatum est la principale structure d’entrée des ganglions de la base, une région du cerveau impliquée dans une variété de fonctions sensorimotrices et d’apprentissage par renforcement. 99% des neurones striataux sont des cellules GABAergiques inhibitrices, et la seule exception est la population d’interneurones cholinergiques.

“Dans des études précédentes, nous avons montré les interactions entre les interneurones cholinergiques et le système dopaminergique, et ici nous nous sommes concentrés sur les interactions entre les systèmes cholinergiques et GABAergiques dans le striatum”, explique Gilad Silberberg, professeur au Département de neurosciences et auteur principal de l’étude.

Le striatum est fortement modulé par l’acétylcholine et le traitement précoce de la maladie de Parkinson reposait sur le système cholinergique. Il a été démontré que les interneurones cholinergiques modifient leur activité dans la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington et dans diverses formes de dyskinésie, qui sont toutes des troubles liés à la fonction striatale.

“Ici, nous voulions étudier comment l’activité cholinergique façonne l’activité striatale via les récepteurs de la nicotine, un récepteur spécifique de l’acétylcholine”, explique Anna Tokarska, Ph.D. étudiant au laboratoire Silberberg et premier auteur de l’étude.

Cela montre des diagrammes de l'étude
Tokarska et Silberberg caractérisent les propriétés des interneurones striataux exprimant Chrna2, le gène codant pour la sous-unité du récepteur nicotinique α2. À l’aide d’enregistrements patch-clamp, ils ont découvert que les interneurones Chrna2 striataux forment une population neuronale diversifiée, distincte des neurones Chrna2 dans d’autres régions du cerveau (1). En utilisant l’optogénétique, ils cartographient ensuite leurs sorties synaptiques (2) et leurs entrées (3) au sein du réseau striatal. Crédit : Anna Tokarska, Gilad Silberberg

« Pour ce faire, nous avons utilisé des souris transgéniques, marquant les interneurones striataux exprimant ces récepteurs nicotiniques via le gène Chrna2. Nous pourrions alors utiliser diverses méthodes, dont le patch-clamp et l’optogénétique, pour caractériser ces neurones et leur connectivité synaptique dans le striatum », poursuit-elle.

La population d’interneurones striatal Chrna2 était très diversifiée, comprenant au moins trois sous-populations principales avec des propriétés anatomiques et électriques distinctes. Une population présentait un intérêt particulier, montrant de nouvelles caractéristiques, notamment une forte réponse à l’acétylcholine.

Les prochaines étapes de cette ligne de recherche consisteront à étudier cette population plus en détail, y compris son implication dans la fonction et le dysfonctionnement striataux.

À propos de cette actualité de la recherche en neurosciences

Auteur: bureau de presse
La source: Institut Karolinska
Contact: Bureau de presse – Institut Karolinska
Image: L’image est créditée à Anna Tokarska, Gilad Silberberg

Recherche originale : Accès libre.
Les interneurones GABAergiques exprimant la sous-unité du récepteur nicotinique α2 sont fonctionnellement intégrés dans le microcircuit striatal” par Anna Tokarska et al. Rapports de cellule


Résumé

Les interneurones GABAergiques exprimant la sous-unité du récepteur nicotinique α2 sont fonctionnellement intégrés dans le microcircuit striatal

Voir également

Cela montre un homme entouré de flèches

points forts

  • Des enregistrements triples de cellules entières sont utilisés pour étudier les interneurones striataux chez les souris Chrna2-Cre
  • Contrairement à d’autres régions du cerveau, la plupart des interneurones Chrna2 striataux expriment la parvalbumine
  • Trois sous-types distincts d’interneurones Chrna2 striataux sont définis
  • Leur connectivité synaptique est cartographiée à l’aide d’optogénétique et d’enregistrements patch-clamp

Sommaire

Les interactions entre les systèmes striatal cholinergique et GABAergique sont cruciales pour façonner le comportement lié à la récompense et l’apprentissage par renforcement ; cependant, les voies synaptiques qui les médiatisent sont largement inconnues.

Ici, nous utilisons des souris Chrna2-Cre pour caractériser les interneurones striataux (IN) exprimant la sous-unité du récepteur nicotinique α2.

À l’aide d’enregistrements triple patch-clamp combinés à des stimulations optogénétiques, nous caractérisons les propriétés électrophysiologiques, morphologiques et synaptiques des Chrna2-IN striatales.

Les Chrna2-IN striataux ont diverses propriétés électrophysiologiques, distinctes de leurs homologues dans d’autres régions du cerveau, y compris l’hippocampe et le néocortex.

Contrairement à d’autres régions, la plupart des Chrna2-IN striataux sont des IN à pointe rapide exprimant la parvalbumine. Les Chrna2-IN striataux sont intégrés de manière complexe dans le microcircuit striatal, formant des connexions synaptiques inhibitrices avec les neurones de projection striatale et les IN, y compris d’autres Chrna2-IN. Ils reçoivent des entrées excitatrices du cortex moteur primaire médiées par les récepteurs AMPA et NMDA.

Une sous-population de Chrna2-IN répond à l’apport nicotinique, suggérant des interactions réciproques entre cette population d’interneurones GABAergiques et les synapses cholinergiques striatales.

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