Neurons and glia contacts. NG2-expressing (NG2+) glia cells

Climbing fiber innervation of NG2-expressing glia in the mammalian cerebellum. S. Lin, J. Huck, J. Roberts, W. Macklin, P. Somogyi, D. Bergles Neuron 46, issue 5. P. 773–785 (2005) Correspondence: Dwight E. Bergles Ph: (410) 955-6939; Fax: (410) 955-6942 dbergles@jhmi.edu Перевод И.Г. Лильп (lilp@mail.ru)
Добавочные рисунки к статье Lin S. с соавт. в формате pdf	Climbing fibres (CFs) из нижней оливы (inferior olive) – одного из двух входов в мозжечок, образуют прямые синаптические контакты с клетками Пуркинье мозжечка. Исследования показали, что CFs также формируют обычные глутаматергические синапсы с глиальной популяцией в коре мозжечка. Такие глиальные клетки, экспрессирующие протеогликан NG2 могут играть важную роль в контроле функций мозжечка через CF входы. NG-экспрессирующая (NG2+) глия представляет собой клетки-предшественники олигодендроцитов, которые обнаруживаются во время развития и созревания центральной нервной системы. В молекулярном слое коры мозжечка они имеют множество отростков, окружающих дендриты клеток Пуркинье. Подобно Бергмановской глии, которая покрывает возбудительные синапсы на клетках Пуркинье, NG2+ клетки экспрессируют ионотрофные глутаматовые рецепторы. Но если Бергмановская глия экспрессирует участки поглощения для глутамата и может, следовательно, ограничивать распространение этого нейротрансмиттера, то клетки NG2+ не экспрессируют глутаматовые транспортеры. Какова же роль клеток NG2+ в мозжечке? Lin с соавт. сделали видеозаписи клеток NG2+ мозжечка мышей на срезах. Эти не-возбудительные клетки, реагировали на CF стимулирование транзиторным внутренним потоком, опосредованным calcium-permeable AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) рецепторами. Оказалось, что ответ был обусловлен высвобождением глутамата в обычных синапсах, а не эктопическим высвобождением, имеющим быструю кинетику подъема и угасания, и заметно стабильным при повторных стимуляциях. Совместные записи клеток Пуркинье и клеток NG2+ показали, что одно CF может обеспечивать вход (сигнал) для обоих типов клеток. Однако в отличие от клеток Пуркинье, клетки NG2+ имеют вход из нескольких CFs. При электронно-микроскопическом исследовании обычные синаптические соединения наблюдали между CFs и отростками физиологически охарактеризованных NG2+ клеток. Синапсы на NG2+ клетках не были обернуты Бергманновской глией, но отростки этих клеток имели прямые контакты с ламеллами Бергмановской глии. Мозжечок определяет широкий спектр двигательных и когнитивных функций, но все ли аспекты CF контроля этих функций могут быть приписаны иннервации клеток Пуркинье, пока неясно. Если Бергмановская глия реагирует на эктопическое высвобождение глутамата из CF терминалей и, как предполагали, изолирует CF-Пуркинье клеточные синапсы, то Lin с соавт. показали, что NG2+ глиальные клетки получают прямой синаптический вход (сигнал) из CFs и удобно расположены для того, чтобы влиять на мозжечковые сигналы. Однако точная роль этих клеток все еще не выяснена до конца. Важно определить, могут ли влиять быстрые сигналы между CFs и NG2+ глией на судьбу этих клеток-предшественников или активность окружающих нейронов. статьи D.T.Bergles

Climbing fibres (CFs) из нижней оливы (inferior olive) – одного из двух входов в мозжечок, образуют прямые синаптические контакты с клетками Пуркинье мозжечка. Исследования показали, что CFs также формируют обычные глутаматергические синапсы с глиальной популяцией в коре мозжечка. Такие глиальные клетки, экспрессирующие протеогликан NG2 могут играть важную роль в контроле функций мозжечка через CF входы.

NG-экспрессирующая (NG2+) глия представляет собой клетки-предшественники олигодендроцитов, которые обнаруживаются во время развития и созревания центральной нервной системы. В молекулярном слое коры мозжечка они имеют множество отростков, окружающих дендриты клеток Пуркинье. Подобно Бергмановской глии, которая покрывает возбудительные синапсы на клетках Пуркинье, NG2+ клетки экспрессируют ионотрофные глутаматовые рецепторы. Но если Бергмановская глия экспрессирует участки поглощения для глутамата и может, следовательно, ограничивать распространение этого нейротрансмиттера, то клетки NG2+ не экспрессируют глутаматовые транспортеры.

Какова же роль клеток NG2+ в мозжечке?

Lin с соавт. сделали видеозаписи клеток NG2+ мозжечка мышей на срезах. Эти не-возбудительные клетки, реагировали на CF стимулирование транзиторным внутренним потоком, опосредованным calcium-permeable AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) рецепторами. Оказалось, что ответ был обусловлен высвобождением глутамата в обычных синапсах, а не эктопическим высвобождением, имеющим быструю кинетику подъема и угасания, и заметно стабильным при повторных стимуляциях. Совместные записи клеток Пуркинье и клеток NG2+ показали, что одно CF может обеспечивать вход (сигнал) для обоих типов клеток. Однако в отличие от клеток Пуркинье, клетки NG2+ имеют вход из нескольких CFs.

При электронно-микроскопическом исследовании обычные синаптические соединения наблюдали между CFs и отростками физиологически охарактеризованных NG2+ клеток. Синапсы на NG2+ клетках не были обернуты Бергманновской глией, но отростки этих клеток имели прямые контакты с ламеллами Бергмановской глии.

Мозжечок определяет широкий спектр двигательных и когнитивных функций, но все ли аспекты CF контроля этих функций могут быть приписаны иннервации клеток Пуркинье, пока неясно. Если Бергмановская глия реагирует на эктопическое высвобождение глутамата из CF терминалей и, как предполагали, изолирует CF-Пуркинье клеточные синапсы, то Lin с соавт. показали, что NG2+ глиальные клетки получают прямой синаптический вход (сигнал) из CFs и удобно расположены для того, чтобы влиять на мозжечковые сигналы. Однако точная роль этих клеток все еще не выяснена до конца. Важно определить, могут ли влиять быстрые сигналы между CFs и NG2+ глией на судьбу этих клеток-предшественников или активность окружающих нейронов.

статьи D.T.Bergles

Climbing fiber innervation of NG2-expressing glia in the mammalian cerebellum. S. Lin, J. Huck, J. Roberts, W. Macklin, P. Somogyi, D. Bergles Neuron 46, issue 5. P. 773–785 (2005) Correspondence: Dwight E. Bergles Ph: (410) 955-6939; Fax: (410) 955-6942 dbergles@jhmi.edu

Climbing fiber innervation of NG2-expressing glia in the mammalian cerebellum.
S. Lin, J. Huck, J. Roberts, W. Macklin, P. Somogyi, D. Bergles
Neuron 46, issue 5. P. 773–785 (2005)

Correspondence: Dwight E. Bergles Ph: (410) 955-6939; Fax: (410) 955-6942 dbergles@jhmi.edu