Astroglial processes show spontaneous motility at active synaptic terminals in situ.
Eur. J. Neurosci. 20, issue 8. P.2235–2239 (2004) | |
 (Рис.1.Рисунки из статьи Haydon,P.G. 2001) | Glial cells make intimate contact with synaptic terminals.  (Рис.2.) | Neuronal stimulation causes a neurotransmitter-dependent elevation of astrocytic Ca2+.  (Рис.3.) | Stimulation of glial cells from the retina evokes a radially propagating wave of elevated calcium.  (Рис.4.) | Astrocytic calcium waves cause the calcium-dependent release of glutamate.  (Рис.5.) | G-protein-mediated signalling in synaptically associated perisynaptic Schwann cells depresses neuromuscular transmission.  (Рис.6.) | Intercellular signalling between neurons and astrocytes can have a local modulatory action, as well as participate in the communication between distant synapses. |
Недавно было установлено, что дендритные шипики могут быть подвижными во время формирования синапсов и пластичности. Согласно сообщению авторов, отростки астроцитов также обладают динамическими свойствами.
В настоящее время астроциты уже не рассматривают как пассивный связующий элемент, соединяющий и поддерживающий нейроны. Получены доказательства, что они являются важными модуляторами синаптической трансмиссии. Было показано, что отростки астроцитов тесно связаны с синапсами, поэтому они идеально расположены для синхронизации активности нейрональной сети.
Авторы использовали time-lapse изображение (изображение через определенные промежутки времени) на срезах ствола мозга мышей для проверки движений отростков астроцитов вблизи активных синапсов. Для визуализации астроцитов и их отростков авторы использовали трансгенные мышиные линии (TgN(GFAP-EGFP), в которых усиленный флуоресцентный зеленый белок (enhanced green fluorescent protein - EGFP) экспрессировался под контролем промотера специфического для астроцитов маркера glial fibrillary acidic protein (GFAP). Активные синапсы были помечены с помощью окрашивания ткани FMI-43 – флуоресцентным красителем, который поглощается рециклирующими нейротрансмиттерными пузырьками.
Авторы смогли идентифицировать отростки астроцитов, которые находились в тесном контакте с активными синапсами. Астроглиальные отростки контактировали с телом нейрона и окружали активные синаптические терминали. В этих областях обнаруживались высокодинамичные морфологические изменения. В отростках обнаруживалось два типа движений: 1) скольжение тонких ламеллиаподия-подобных мембранных выпячиваний вдоль поверхности нейрона и 2) транзиторное распространение филоподия-подобных отростков в окружение нейронов.
Каково функциональное значение подвижности отростков астроцитов около синапсов? Авторы предполагают, что они могут способствовать доставке важных регуляторных молекул. Предполагается, например, что одним из путей, с помощью которого астроциты регулируют нейротрансмиссию, является высвобождение и поглощение глутамата, а переориентация отростков астроцитов могла бы корректировать позиционирование глутаматных транспортеров и сайтов высвобождения.
Благодаря этим результатам идея о том, что астроциты играют важную роль в синаптических функциях, приобретает реальные очертания. См. также: 1. Bezzi, P. et al. Astrocytes contain a vesicular compartment that is competent for regulated exocytosis of glutamate. Nature Neurosci. 7, 613–620 (2004) Supplementary Note (from Bezzi, P. et al.2004) Astrocytes respond to α-latrotoxin and ionomycin with AO flashes A 3 min-long application of the presynaptic toxin, α-latrotoxin (LTx, 12 nM), which is known to induce a strong and long-lasting stimulation of transmitter release at synapses and neurosecretory cells28 induced in astrocytes 340 ± 58 flashes/cell vs. 12 ± 4 flashes in parallel control experiments with bufferperfused onto cells (n = 20; Supplementary Fig. 1a). Likewise, the Ca2+ ionophore, ionomycin (IONO, 10 µM) evoked 320 ± 32 flashes/astrocyte vs.16 ± 5 flashes in control experiments (n = 38; Supplementary Fig.1b). The responses induced by LTx and IONO were quite similar, but remarkably different from those induced by DHPG. In fact: a) overall, both LTx and IONO elicited many more flashes than DHPG, causing disappearance of most (93 ± 7% and 89 ± 10 %, respectively) of the AO spots monitored by TIRF; b) the kinetics of the LTx- and IONOinduced responses were much slower than those of DHPG, consistent also with the electrophysiological responses induced by those agents in other cell systems (e.g., see ref. 1 below). Maximal fusion rates were much lower, i.e. 30 ± 8 s-1 for LTx and 30 ± 9 s-1 for IONO, compared to 360 ± 22 s-1 for DHPG. Moreover, they were reached only after significant delays, i.e. 45 (LTx) and 43 (IONO) seconds of application, compared to 200 ms for DHPG. As a consequence, while the complete response to DHPG (about 110 flashes) was achieved within about 600 ms, it took tens of seconds to count the first 110 flashes in response to LT (47 ± 2 s) or IONO (46 ± 4). 1. Huang, L-Y.M. & Neher, E. Ca2+-dependent exocytosis in the somata of dorsal root ganglion neurons. Neuron 17, 135–145 (1996). 2. Haydon, P. G. Glia: listening and talking to the synapse. Nature Rev. Neurosci. 2, 185–193 (2001) (См.рис. из этой статьи) 3. Newman, E. A. New roles for astrocytes: regulation of synaptic transmission. Trends Neurosci. 26, 536–542 (2003) 4. Encyclopedia of Life Sciences: astrocytes and brain signalling |