大家好，这里是只想咕咕的椰球。8月为大家带来的是一篇来自Cell Reports的研究。论文的标题很好地概括了这篇研究的主要内容，抑制胆碱能中间神经元增强直接通路中等多棘神经元的皮层-纹状体突触传输从而改善帕金森综合征动物的运动学习。本文的作者均来自法国的艾克斯－马赛大学。
在之前的解读文章中，我们已经介绍了细胞特异性（cell-type specific）研究在神经环路研究领域的基本思路和手段（具体内容可回顾往期文章：）。通过遗传学等手段，细胞特异性研究可以针对性地关注某一群特征一致的神经元的活动规律和生理功能。而本文的研究者所关注的是纹状体中胆碱能中间神经元对直接通路中等多棘神经元这一特异性投射在帕金森病中所发挥的作用。因此可以认为本文的研究达到了“投射特异性”水平。
引言
图1 基底神经节环路和帕金森病的经典模型（McGregor and Nelson，2019）
不但MSNs外，纹状体中还会有极富的GABA能和胆碱能间面面脑脑中枢脑神经系统系统元。这俩种间面面脑脑中枢脑神经系统系统元总额都较低（据估测只能是1%-2%），她们通常投映向小面积的的MSNs并对MSNs的促销行动能起国家宏观自我调整意义。在本论文中，探析者大家关注的是纹状体中的胆碱能间面面脑脑中枢脑神经系统系统元（cholinergic interneurons，CINs），各种面面脑脑中枢脑神经系统系统元因为其以不稳的声音频率坚持自放电也被是指紧缺性收取面面脑脑中枢脑神经系统系统元（tonically active neurons，TANs）。过去的探析展示，当奖赏或 体育运行惨案显现时CINs的紧缺性收取会显现时间短的停顿，探析者重视看做CINs能否采用各种策略该变纹状体中乙酰胆碱的浓度值以此在体育运行学习成绩或择决中激发国家宏观自我调整意义。其实在帕金森综合症中，CINs却丧失了采用提前结束国家宏观自我调整面面脑脑中枢脑神经系统系统促销行动的能力素质。本论文我过后的探析出现 ，运用光隔代遗传方法在帕金森对模型小鼠中促使CINs促销行动能否的暂时性地立即应响皮层经立即信号环路加重的黑质面面脑脑中枢脑神经系统系统元反应迟钝，这报错纹状体胆碱能面面脑脑中枢脑神经系统系统元对立即信号环路MSNs的国家宏观自我调整意义。其实，CINs向MSNs的胆碱能投映是是如何立即应响皮层-纹状体图片信息除理信号环路的，在帕金森综合症全过程中各种调整意义又会进行如可的该变，一样值不值得进步探险。结果
图2 6-OHDA模型动物中D1-MSNs皮层-纹状体EPSPs得到增强
光环境会造成EPSPs的小幅度资料而PPR未诞生变化表明了6-OHDA直接损伤也许对D1-MSNs突触后移动发生了直接导致。故此调查者现在来探测了特女性朋友抒发在D1-MSNs膜上的M4排泄型乙酰胆碱感觉（M4 mAChRs）会不会通过了胆碱能感觉神经元对MSNs的政策国家宏观调控。运行M4 mAChRs的促使作用剂托吡卡胺（tropicamide）孵育脑片，调查者诞生 D1-MSNs中的可致EPSPs诞生了为差异性的升高（图 3A）。亦是地，在托吡卡胺现实存在的因素下促使作用CINs的移动未曾对D1-MSNs的可致EPSPs发生为差异性直接导致（图 3B），这表明M4 mAChRs也许通过CINs对皮层-纹状体突触互传的政策国家宏观调控。 下步，钻研者意料到所以M4 mAChRs是一种种G核淀粉酶偶联感觉，缴活Gαi偶联的M4 mAChRs一定会压制核淀粉酶激酶A（PKA）的行为。所以PKA渠道也许参于了胆碱能神经系统元对MSNs的突触后政策政策调控。为了能让认证该假说，钻研者将PKA的压药物制剂（PKI）打开在金属参比电极内液中引入D1-MSNs。在金属参比电极内液中会冒出PKI的能力下，EPSPs增长幅度时未因光压制CINs而冒出回升（图 3C和3D），显示系统在帕金森对模型鼠中，CINs完成M4 mAChRs及PKA渠道政策政策调控皮层-纹状体的突触高速传输。
图3 在6-OHDA模型鼠中，M4 mAChR和PKA介导了D1-MSNs中光抑制CIN导致的皮层-纹状体EPSPs的上升
与此互相，深入分析者还谈到了除此之外是一个大事情：为什么说东西在6-OHDA模式鼠中，压制CINs行动需要会造成皮层-纹状体重点突出文件传输的波动，而在正常的方式鼠中却测量到这些波动？6-OHDA注谢需要杀害黑质中的多巴胺能感觉神经元，关键在于移除对MSNs和CINs的实用权，这些波动会不会会影响了D1-MSNs膜表面上M4 mAChR的表达出量甚至M4 mAChR对乙酰胆碱的吸引力？关键在于探寻这款大事情，创作者分离实用流式的荧光分选技术技术水平（FACS-sorting）和G血清成功激活的钾路通道（GIRK2）对这5个大事情完成了探寻。后果信息显示6-OHDA模式鼠中的M4 mAChR的mRNA技术水平好于营养健康鼠也许值为上略远超，但并如果没有统计汇总上的辨别（图 3E）。除此之外M4 mAChR而对于内源乙酰胆碱的刺激性性也未会形成取得的波动（图 3F）。往往6-OHDA注谢所会造成的波动更有概率会形成在CINs而不算MSNs上。 以上的結果在脑片上可确认了在帕金森建模鼠中光减弱CIN的的过程能够 调节作用皮层-纹状体的突触文件传输。接下去来实验英文者也希望依据在体程度的实验英文进一歩印证这一项症状。要实验英文者建立了一大套在体诱导型MSNs带来长时程改善（long-term potential, LTP）范式。还选取文中谈到过的转基因食品组器具鼠建模，采取在体胞内记录时间卡技术，实验英文者对背侧纹状体（首要提供位于觉着跑步皮层輸入）神经元对其进行了记录时间卡。在膜电位差的增涨相，实验英文者对神经元侵入去极化功率的直接运行短 时间的中频电敏感作用以可能会导致LTP的带来（图 4A）。其它，实验英文者还定期检查了光敏感作用对CINs的的过程的减弱成效，結果反映太阳光能够 强列减弱纹状体CINs的自放电，而在太阳光后CINs的的的过程发生了逐年度的跳出（图 4B）。 核验范式成立公司后，深入分析者各自验测了未受伤、6-OHDA建模 和6-OHDA建模 +CIN缓和六种实际实际情况下MSNs的LTP促发实际实际情况。在未受伤感觉下，高频率电条件畅快后EPSP斜率都能够间呈现出明显的的攀升走势，提示信息LTP被完美促发（图 4C，黑灰色）。而在6-OHDA帕金森建模 软体有些动植物中，EPSP斜率彻底不都能够间不同，得出结论在帕金森建模 软体有些动植物中皮层-纹状体的突触可延展性饱受受到破坏（图 4C，深绿）。毕竟，在6-OHDA建模 软体有些动植物中的使用光缓和CIN游戏移动可使得EPSP斜率存在了小幅度攀升，虽不若未受伤软体有些动植物的地步，有时候明显要高于无光条件畅快的建模 软体有些动植物（图 4C，黄）。及以上毕竟得出结论，光缓和CINs游戏移动能有些恢复如初帕金森软体有些动植物中的LTP效用。
图4 在帕金森模型鼠中光抑制CIN活动可以部分恢复皮层-纹状体的在体长时程增强作用
在这篇的后来，科学学者检检了能够能够促使作用作用纹状体CINs促销行为对哺乳动植物操作表型的变。对于一名高横向的科学探析，从细胞核基本特征过分到操作基本特征导致组成科学探析层次性的完美是一种定要的。为了更好地检检能够能够促使作用作用CIN对哺乳动植物跑步工作业务能力的导致，科学学者选用变快转棒（Rota-Rod）检测对于跑步模式 读书的范式，有时候通过催化基因遗传病病规律的模式对CINs的促销行为实施了调控。前提科学学者亦或是在电女性生理性横向确认了催化基因遗传病病规律能够能够促使作用作用的感觉。在ChAT-cre鼠的纹状体注谢cre依赖关系的蛋白激酶hM4Di（戏剧性的是hM4Di正因为从乙酰胆碱蛋白激酶上改进意欲），给与CNO后科学学者显示CINs的尖端放电速率出現了有效的减退，有时候就能够保证30 min往上（图 5B）。反驳来，编辑不同在6-OHDA沙盘建模 工具哺乳动植物的纹状体注谢过飞机安检了hM4Di或负载的AAV新冠病毒是什么有哪些，未伤害的sham哺乳动植物也在纹状体注谢了含负载体的AAV新冠病毒是什么有哪些对于比对（图 5C）。科学学者对这二组哺乳动植物实施了转棒检测的操练和检测，导致打不上儿童意外，注谢了比对新冠病毒是什么有哪些的6-OHDA沙盘建模 工具哺乳动植物从转棒上跌下的效率速度快，具体特征出极短的掉棒卧底期（latency to fall）。而未伤害哺乳动植物则具体特征出最短的掉棒卧底期，即便只能150 s（图5D，橘茶色）。而在转棒检测前给与CNO催化基因遗传病病规律能够能够促使作用作用CINs促销行为让 哺乳动植物的掉棒卧底期有效低过6-OHDA沙盘建模 工具鼠（图5D，茶色）。往上导致表示能够能够促使作用作用CINs促销行为就能够增强帕金森沙盘建模 工具鼠的跑步读书工作业务能力，这与本文电女性生理性记录查询的导致是一种致的。
图5 在6-OHDA诱导的帕金森模型动物中使用化学遗传抑制CINs活动可以增强动物的运动技巧学习能力
尾声
[1] McGregor M M, Nelson A B. Circuit mechanisms of Parkinson’s disease[J]. Neuron, 2019, 101(6): 1042-1056.
