معلومة

تركيز الكالسيوم في تنشيط شجيري العمود الفقري؟


ما هي مستويات الكالسيوم النموذجية التي يتم الوصول إليها في العمود الفقري بعد المشبكي الفردي بعد تنشيط مستقبلات NMDA بواسطة EPSP أو ارتفاع التكاثر العكسي؟ يبدو أن الجميع يشير إلى ورقة Neuron واحدة (Sabatini et al. 2002) والتي تشير إلى تقديرات تجريبية لحوالي 1 ميكرومتر بعد التحفيز المشبكي الفردي في العمود الفقري للخلايا العصبية CA1. ومع ذلك ، فإن معظم الأوراق الحسابية على LTP (حتى النماذج المفصلة من الناحية الفيزيائية الحيوية) تعمل بقيم أقل بكثير لعابري Ca2 + التي لا يبدو أنها تتمتع بدعم تجريبي ملموس. أحاول أن أجمع نموذجًا واقعيًا لإشارات الكالسيوم في العمود الفقري الحُصيني ، وسأكون ممتنًا حقًا إذا كان بإمكان أي شخص أن يشير إلى أوراق تجريبية أخرى ذات صلة توفر تقديرات لعابر الكالسيوم في العمود الفقري.


مصدر سابق لتقدير $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ في العمود الفقري يأتي من شرائح الحصين لجرذان P13-P19 (Majewska et al. 2000). كان $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ في هذه الورقة حوالي 80 نانومتر ، وأثارت إمكانية عمل التكاثر الخلفي (AP) استجابة تصل إلى ~ 250 نانومتر (تغيير ~ 170 نانومتر) . لقد تضمنت $ F_ {min} $ و $ F_ {max} $ ، الحد الأدنى والأقصى لإشارة التألق من نقطة وصول واحدة ، كمعلمات في المعادلة التي استخدموها لتقدير $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2 } دولار. قد تكون هذه الورقة هي المكان الذي حصلت فيه النماذج التي ذكرتها على أرقامها.

الراحة $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ المقدرة في Sabatini et al. (2002) ، حيث استخدموا أيضًا شرائح حصين الفئران من P14-P20 ، وهي مطابقة وجدت في Majewska et al. كما كان ~ 70 نانومتر. لتقدير التغيير المستحث في $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ بعد AP واحد ، استخدموا أقصى زيادة مضان من قطارات جهد الفعل عند 62.5 هرتز و 83.3 هرتز كمعامل في معادلة مقدر ، على افتراض أن مؤشر الكالسيوم كان مشبعًا تمامًا عند ترددات التحفيز تلك. كان تقديرهم للتغيير في $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ لكل نقطة وصول حوالي 530 نانومتر. ثم استنتجوا أن خصائص التخزين المؤقت لمؤشر الكالسيوم نفسه يمكن أن تقلل التغيير في $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $. وهكذا قاموا بتحميل عدة مؤشرات مختلفة للكالسيوم بصلات مختلفة وبتركيزات مختلفة ، من أجل معالجة $ kappa_b $ ، سعة المخزن المؤقت ، لمؤشر الكالسيوم. لاحظوا وجود علاقة خطية قوية جدًا بين $ kappa _b $ والتغير في $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $. من خلال الاستقراء من التوافق الخطي في هذه البيانات ، خلصوا إلى أنه في حالة عدم وجود مؤشر الكالسيوم في الخلية - أي. عندما يكون $ kappa _b = 0 $ - التغيير في $ {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ لكل نقطة وصول سيكون تقريبًا 1 $ mu $ M.

لذا فإن الاختلاف بين هذه الدراسات هو ذلك في Majewska et al. استخدموا الحد الأقصى من التألق الملحوظ لمؤشر الكالسيوم في بياناتهم بعد نقاط الوصول الفردية ، بينما في Sabatini et al. لقد حاولوا تشبع مؤشر الكالسيوم بقطارات عالية التردد من نقاط الوصول. علاوة على ذلك ، في Sabatini et al. لقد حاولوا حساب سعة التخزين المؤقت لمؤشر الكالسيوم نفسه ، وبالتالي توصلوا إلى تقدير أكثر تحيزًا.

مما يبعث على الاطمئنان ، أن العمل اللاحق من مختبر Yuste (نفس المختبر كما في دراسة Majewska وآخرون) يمكن أن يكرر نتائج Sabatini et al. عندما استخدموا منهجية مماثلة (Cornelisse وآخرون 2007). تقديرهم لـ $ Delta {[Ca] _ {i}} ^ {+ 2} $ لنقطة وصول واحدة كان أيضًا ~ 1 $ mu $ M.


دور كثافة العمود الفقري الشجيري في الاضطرابات العصبية والنفسية واضطرابات التعلم

الصورة في الأصل بواسطة MethoxyRoxy على ويكيميديا ​​كومنز. لا تغييرات. رخصة المشاع الإبداعي BY-SA 2.5.

بقلم نيها مادوغالا ، العلوم المعرفية ، 21

مفكرة: في الربع الأخير ، درست علم الأعصاب (NPB100) مع كارين زيتو ، الأستاذة في جامعة كاليفورنيا في ديفيس. كنت مهتمًا ببحثها في العمود الفقري الشجيري وعلاقته بمجال اهتمامي الشخصي بالبحث المتعلق بأوجه القصور اللغوية والمعرفية الموجودة في مجموعات سكانية مختلفة مثل الأفراد المصابين بالفصام. يبدو أن هناك علاقة ارتباطية بين تكوين وكمية العمود الفقري المتغصن ووجود اضطرابات عصبية مختلفة. نظرًا للطبيعة الديناميكية للأشواك التغصنية ، تدرس الأبحاث الحالية دورها الدقيق وإمكانية التلاعب بهذه الأشواك من أجل التأثير على التعلم والذاكرة.

العمود الفقري الشجيري عبارة عن نتوءات منتفخة صغيرة تبطن جوانب التشعبات على الخلايا العصبية [12]. تعمل العمود الفقري الشجيري كموقع رئيسي لنقاط الاشتباك العصبي للخلايا العصبية المثيرة ، والتي تستمر في انتشار الإشارات في الدماغ. لا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن الغرض الدقيق ودور العمود الفقري التغصني ، ولكن حتى الآن ، يبدو أن هناك ارتباطًا بين تركيز العمود الفقري الشجيري ووجود اضطرابات مختلفة ، مثل اضطرابات طيف التوحد (ASD) ، والفصام ، و مرض الزهايمر. يفترض العلماء أن العمود الفقري الشجيري يلعب دورًا رئيسيًا في التسبب في العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية [8]. وتجدر الإشارة إلى أن التغيرات المورفولوجية الأخرى تُلاحظ أيضًا عند مقارنة الأفراد المصابين بالاضطرابات العصبية والنفسية المذكورة مع الأفراد المصابين بالنمط العصبي. ومع ذلك ، فإن كل هذه الاضطرابات تشترك في الخيط المشترك المتمثل في كثافة العمود الفقري المتغصنة غير الطبيعية.

الاضطرابات الرئيسية التي تمت دراستها فيما يتعلق بكثافة العمود الفقري الشجيري هي اضطراب طيف التوحد (ASD) والفصام ومرض الزهايمر. تشير الدراسات الحالية إلى أن هذه الاضطرابات تؤدي إلى انحراف عدد الأشواك التغصنية عما لوحظ في الفرد ذي النمط العصبي. وتجدر الإشارة إلى أن هناك انخفاضًا عامًا في العمود الفقري الشجيري مع تقدم العمر. ومع ذلك ، يبدو أن الإعاقات الذهنية والاضطرابات العصبية والنفسية تغير هذه الكثافة بمعدل أكثر تطرفًا. يوضح الرسم البياني الاتجاه العام لكثافة العمود الفقري التغصني لاضطرابات مختلفة ، ومع ذلك ، قد تختلف هذه الاتجاهات قليلاً بين الأفراد الذين يعانون من نفس الاضطراب.

1. دور العمود الفقري الشجيري

العمود الفقري الشجيري نتوءات توجد في أنواع معينة من الخلايا العصبية في جميع أنحاء الدماغ ، مثل المخيخ والقشرة الدماغية. تم التعرف عليهم لأول مرة بواسطة Ramon y Cajal ، الذي صنفهم على أنهم "أشواك أو أشواك قصيرة" تقع بشكل غير منتظم على طول التغصنات [6].

تتكون القشرة الدماغية البشرية بأكملها من 10 14 عمودًا شجيريًا. يمكن أن يحتوي التغصن الفردي على عدة مئات من الأشواك [12]. هناك كثافة إجمالية أكبر من العمود الفقري الشجيري على التشعبات الطرفية مقابل التشعبات القريبة وجسم الخلية [3]. دورهم الرئيسي هو المساعدة في تشكيل المشبك على التشعبات.

تنقسم العمود الفقري الشجيري إلى فئتين: أشواك دائمة وعابرة. تعتبر الأشواك المستمرة أشواك "ذاكرة" ، بينما العمود الفقري العابر يعتبر أشواك "تعلم". يتم تصنيف العمود الفقري العابر على أنه أشواك موجودة لمدة أربعة أيام أو أقل والأشواك المستمرة كأشواك موجودة لمدة ثمانية أيام أو أكثر [5].

التركيز الكثيف للأشواك على التشعبات أمر حاسم للطبيعة الأساسية للتشعبات. في الشق المشبكي الاستثاري ، يؤدي إطلاق الناقل العصبي في المستقبلات المثيرة على الخلية ما بعد المشبكي إلى إمكانية إثارة ما بعد المشبكي (EPSP) ، مما يتسبب في إطلاق الخلية لإطلاق جهد فعل. جهد الفعل هو المكان الذي تنتقل فيه إشارة من خلية عصبية إلى خلية عصبية أخرى. لكي تنشر الخلايا العصبية إمكانات فعلية ، يجب أن يكون هناك تراكم لشحنة موجبة عند نقاط الاشتباك العصبي ، لتصل إلى عتبة معينة ( الشكل 2 ). يجب أن تصل الخلية إلى مستوى معين من إزالة الاستقطاب & # 8211 فرقًا في الشحنة عبر غشاء العصبون & # 8217s مما يجعل الداخل أكثر إيجابية. قد لا ينتج عن EPSP واحد إزالة استقطاب كافية للوصول إلى عتبة احتمالية هذا الإجراء. ونتيجة لذلك ، فإن وجود أشواك شجرية متعددة على التغصنات يسمح بتكوين نقاط تشابك متعددة وتجميع العديد من EPSPs. من خلال جمع العديد من EPSPs على التشعبات للخلايا العصبية ، يمكن للخلية أن تصل إلى عتبة إمكانية الفعل. تسمح الكثافة الأكبر للأشواك التغصنية على طول الخلية ما بعد المشبكي بتشكيل المزيد من الوصلات المشبكية ، مما يزيد من فرصة حدوث إمكانية فعلية.

الشكل 2. إطلاق إمكانات العمل (EPSP)

  1. يتم إطلاق الناقل العصبي بواسطة الخلية قبل المشبكي في الشق المشبكي.
  2. بالنسبة لـ EPSP ، سيتم إطلاق ناقل عصبي مثير ، والذي سيرتبط بالمستقبلات الموجودة في خلية ما بعد المشبكي.
  3. سيؤدي ارتباط هذه الناقلات العصبية المثيرة إلى فتح قنوات الصوديوم ، مما يسمح للصوديوم بالنزول إلى أسفل تدرجه الكهربائي والكيميائي وإزالة استقطاب الخلية # 8211.
  4. سيتم تلخيص EPSPs عند تل المحاور وإطلاق إمكانات العمل.
  5. ستؤدي هذه الإمكانات الفعلية إلى إطلاق خلية إطلاق النيران ناقلًا عصبيًا عند طرفها المحوري ، مما يؤدي إلى نقل الإشارة الكهربائية إلى الخلايا العصبية الأخرى.

تتشكل التشعبات في البداية بدون أشواك. مع تقدم التطور ، يشكل غشاء البلازما للتغصنات نتوءات تسمى الأرجل الخيطية. ثم تشكل هذه الأرجل الخيطية نقاط الاشتباك العصبي مع محاور ، وتنتقل في النهاية من العمود الفقري إلى العمود الفقري الشجيري [6].

السبب وراء إنشاء العمود الفقري الشجي غير معروف حاليًا. هناك عدد قليل من الفرضيات المحتملة. تشير الفرضية الأولى إلى أن وجود أشواك شجرية يمكن أن يزيد من كثافة حزم نقاط الاشتباك العصبي ، مما يسمح بتشكيل المزيد من نقاط الاشتباك العصبي المحتملة. تشير الفرضية الثانية إلى أن وجودها يمكن أن يساعد في منع السمية المثيرة ، والإفراط في إثارة المستقبلات المثيرة (مستقبلات NMDA و AMPA) الموجودة على التشعبات. ترتبط هذه المستقبلات عادةً بالجلوتامات ، وهو ناقل عصبي مثير عادةً ، يُطلق من الخلية قبل المشبكي. يمكن أن يؤدي هذا إلى تلف الخلايا العصبية أو موت الخلايا العصبية إذا كان أكثر شدة. نظرًا لأن الأشواك التغصنية تجزئ الشحنة [3] ، فإن هذه الميزة تساعد على منع التغصنات من الإفراط في الإثارة إلى ما وراء عتبة إمكانات الفعل. أخيرًا ، تشير فرضية أخرى إلى أن الاختلاف الكبير في مورفولوجيا العمود الفقري التغصني تشير إلى أن هذه الأشكال المختلفة تلعب دورًا في تعديل كيفية معالجة إمكانات ما بعد المشبك بواسطة التغصنات بناءً على وظيفة الإشارة.

يكون تكوين هذه الأشواك المتغصنة سريعًا أثناء التطور المبكر ، ويتناقص ببطء مع تقدم الفرد في السن. يتم استبدال هذه العملية في الغالب بتقليم نقاط الاشتباك العصبي المتشكلة بأشواك شجرية عندما يكون الفرد أكبر سنًا. يساعد التقليم على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارات المرسلة داخل الدوائر العصبية [3]. تحدد نسبة الإشارة إلى الضوضاء نسبة الإشارات التي ترسلها الخلايا العصبية والإشارات التي تتلقاها بالفعل خلايا ما بعد المشبكي. يحدد كفاءة إرسال الإشارة. أظهرت التجارب أن وجود الغلوتامات والمستقبلات المثيرة (مثل NMDA و AMPA) يمكن أن يؤدي إلى تكوين أشواك شجرية في غضون ثوانٍ [3]. يؤدي إدخال NMDA و AMPA إلى انقسام جزيء الالتصاق داخل الخلايا -5 (ICAM5) من الخلايا العصبية في الحصين. ICAM5 هو "جزيء التصاق عصبي ينظم استطالة شجيري ونضج العمود الفقري. [11] "علاوة على ذلك ، من خلال مزيج من الصبغة الفلورية والفحص المجهري للمسح بالليزر متحد البؤر أو ثنائي الفوتون ، تمكن العلماء من استخدام تقنية التصوير ليشهدوا أن العمود الفقري يمكن أن يخضع لتغييرات طفيفة في غضون ثوانٍ والمزيد من التغييرات التوافقية الجذرية ، حتى تختفي خلال دقائق حتى ساعة [12].

يساعد شكل رأس العمود الفقري ، وهو رأس بصلي كبير متصل برقبة رفيعة جدًا متصلة بالتغصنات ، في دوره كخلية ما بعد المشبكي. يسمح هذا الشكل بتفعيل وتقوية أحد المشابك في العمود الفقري الشجيري دون التأثير على المشابك المجاورة [12].

شكل العمود الفقري الشجيري ديناميكي للغاية ، مما يسمح للعمود الفقري بتغيير شكله بشكل طفيف طوال حياته [5]. ومع ذلك ، يبدو أن مورفولوجيا العمود الفقري التغصني تتخذ شكلاً سائدًا يتم تحديده بواسطة منطقة الدماغ في موقعه. على سبيل المثال ، تأخذ الخلايا العصبية قبل المشبكية من المهاد شكل الفطر ، في حين أن النواة الجانبية للوزة المخية لها أشواك رفيعة على التشعبات [2]. يبدو أن نوع منطقة الخلايا العصبية والدماغ التي ينشأ منها العمود الفقري مرتبط بالتشكل المرصود.

يحتوي العمود الفقري على كثافة ما بعد المشبكي ، والتي تتكون من مستقبلات الناقلات العصبية ، والقنوات الأيونية ، وبروتينات السقالات ، وجزيئات الإشارة [12]. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي العمود الفقري على شبكة إندوبلازمية ناعمة ، والتي تشكل أكوامًا تسمى جهاز العمود الفقري. كما أن لديها بوليبوزومات ، يُفترض أنها موقع تخليق البروتين المحلي في هذه العمود الفقري ، وهيكل خلوي قائم على الأكتين للهيكل [12]. يعوض الهيكل الخلوي القائم على الأكتين نقص الأنابيب الدقيقة والخيوط الوسيطة ، والتي تلعب دورًا مهمًا في بنية ونقل معظم الخلايا الحيوانية لدينا. علاوة على ذلك ، فإن هذه الأشواك قادرة على تجزئة الكالسيوم ، وهو الأيون المستخدم في المشابك العصبية التي ترسل إشارات للخلية قبل المشبكية لتحرير ناقلها العصبي في الشق المشبكي [12]. يلعب الكالسيوم دورًا حاسمًا في شلالات المرسل الثانية ، مما يؤثر على اللدونة العصبية [6]. كما أنه يلعب دورًا في بلمرة الأكتين ، والتي تسمح بالطبيعة الحركية لتشكل العمود الفقري [6].

هناك العديد من الأشكال المختلفة للعمود الفقري الشجيري. الأنواع الشائعة هي "قصيرة" (أشواك قصيرة وسميكة بدون رقبة) ، و "رفيعة" (رأس صغير ورقبة رفيعة) ، و "عيش الغراب" (رأس كبير برقبة ضيقة) ، و "متفرعة" (رأسان متفرعان من نفس العنق) [12].

رابعا. التعلم والذاكرة

تلعب العمود الفقري الشجيري دورًا مهمًا في الذاكرة والتعلم من خلال حدوث التقوية طويلة المدى (LTP) ، والتي يُعتقد أنها المستوى الخلوي للتعلم والذاكرة. يُعتقد أن LTP تحفز تكوين العمود الفقري ، مما يلمح إلى الارتباط المشترك بأن التعلم مرتبط بتكوين العمود الفقري الشجيري. علاوة على ذلك ، يُعتقد أن LTP قادرة على تغيير الحُصين غير الناضج والمرتبط عادةً بالذاكرة [2]. على النقيض من LTP ، فإن الاكتئاب طويل الأمد (LTD) يعمل بشكل أساسي عكس LTP & # 8211 مما يقلل من كثافة وحجم العمود الفقري المتشقق [2].

العلاقة بين العمود الفقري الشجيري والتعلم غير معروفة نسبيًا. يبدو أن هناك اتجاهًا عامًا يشير إلى أن إنشاء هذه العمود الفقري مرتبط بالتعلم. ومع ذلك ، فمن غير الواضح ما إذا كان التعلم يؤدي إلى تكوين هذه العمود الفقري أو ما إذا كان تكوين هذه العمود الفقري يؤدي إلى التعلم. الفكرة العامة وراء هذه الفرضية هي أن العمود الفقري الشجيري يساعد في تكوين نقاط الاشتباك العصبي ، مما يسمح للدماغ بتكوين المزيد من الروابط. نتيجة لذلك ، يمكن أن يؤدي الانخفاض في هذه الأشواك التغصنية في الاضطرابات العصبية والنفسية ، مثل الفصام ، إلى تثبيط قدرة الفرد على التعلم. لوحظ هذا في العديد من أوجه القصور المعرفية واللغوية التي لوحظت في الأفراد المصابين بالفصام.

ترتبط الذاكرة بتقوية وضعف الوصلات بسبب LTP و LTD ، على التوالي. تغيير هذه الأشواك من خلال LTP و LTD يسمى اللدونة المعتمدة على النشاط [6]. الأشكال المورفولوجية الرئيسية المرتبطة بالذاكرة هي العمود الفقري للفطر ، ورأس كبير برقبة ضيقة ، والعمود الفقري القصير ، وعمود فقري قصير وسميك بلا رقبة [6]. كلا هذين العمودين كبيران نسبيًا ، مما ينتج عنه اتصالات أكثر استقرارًا واستمرارية. هذه الأشواك الأكبر والأثقل المرتبطة بالتعلم هي نتيجة LTP. على النقيض من ذلك ، فإن العمود الفقري العابر (الذي يعيش لمدة أربعة أيام أو أقصر) عادة ما يكون أصغر حجمًا وأكثر عدم نضجًا في التشكل والوظيفة ، مما يؤدي إلى اتصالات أكثر مؤقتة وأقل استقرارًا.

يلعب LTP و LTD دورًا مهمًا في تعديل مورفولوجيا العمود الفقري التغصني. يمكن أن تغير الاضطرابات العصبية والنفسية هذه الآليات مما يؤدي إلى كثافة وحجم غير طبيعي لهذه العمود الفقري.

1. ما هو الفصام؟

الفصام هو اضطراب عقلي ينتج عنه اضطراب في التفكير والسلوك والهلوسة والأوهام [9]. لا تزال الآليات الدقيقة لمرض انفصام الشخصية قيد الدراسة حيث يحاول الباحثون تحديد الأسباب البيولوجية الكامنة وراء هذا الاضطراب وطريقة لمساعدة هؤلاء الأفراد. يركز العلاج الحالي على تقليل أعراض هذا الاضطراب وعلاجها في بعض الحالات ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث والفهم لعلاج هذا الاضطراب العقلي بشكل كامل.

يبدو أن المصدر الدقيق لمرض انفصام الشخصية يقع في مكان ما بين وجود جينات معينة والتأثيرات البيئية. يبدو أن هناك علاقة بين أحداث الحياة المؤلمة أو المجهدة خلال فترة المراهقة للفرد إلى زيادة القابلية للإصابة بالفصام [1]. بينما لا تزال الأبحاث جارية ، تشير بعض الدراسات إلى أن للقنب دور في زيادة القابلية للإصابة بالفصام أو تفاقم الأعراض إذا كان الفرد مصابًا بالفعل بالفصام [1]. يبدو أن هناك نوعًا من الارتباط الجيني ، نظرًا لزيادة احتمالية الإصابة بالفصام إذا كان موجودًا في أحد أفراد الأسرة. يبدو أن هذا العامل ناتج عن مزيج من الجينات ، ومع ذلك ، لم يتم تحديد أي جينات بعد. يبدو أيضًا أن هناك مكونًا كيميائيًا ، نظرًا لاختلاف التركيب الكيميائي وكثافة الأفراد المصابين بالفصام. على وجه التحديد ، لاحظ الباحثون وجود كمية مرتفعة من الدوبامين في الأفراد المصابين بالفصام [1].

ثالثا. العلاقة بين العمود الفقري الشجيري والفصام

الخيط المشترك بين معظم مرضى الفصام هو ضعف الخلايا العصبية الهرمية (شكل الخلية البارز الموجود في القشرة الدماغية) التشكل التغصني ، والذي يحدث في مناطق مختلفة من القشرة الدماغية [7]. لوحظ في دراسات أنسجة المخ بعد الوفاة ، أنه يبدو أن هناك كثافة منخفضة من العمود الفقري التغصني في أدمغة الأفراد المصابين بالفصام. تتوافق هذه النتائج مع مناطق مختلفة من الدماغ تمت دراستها ، مثل القشرة المخية الأمامية والصدغية ، والقشرة البصرية الأولية ، والمنطقة الفرعية داخل تكوين الحصين [7].من بين سبع دراسات رصدت هذه النتيجة ، كان متوسط ​​الانخفاض المبلغ عنه في كثافة العمود الفقري 23٪ ، مع انخفاض النطاق العام لهذه الدراسات المختلفة من 6.5٪ إلى 66٪ [7].

وتجدر الإشارة إلى أنه تم إجراء دراسات لمعرفة ما إذا كان الانخفاض في كثافة العمود الفقري ناتجًا عن استخدام الأدوية المضادة للذهان. ومع ذلك ، أظهرت التجارب على الحيوانات والبشر عدم وجود فرق كبير في كثافة العمود الفقري التغصني للأفراد المختبرين.

يُفترض أن هذا الانخفاض في كثافة العمود الفقري الشجيري ناتج عن فشل دماغ الأفراد المصابين بالفصام في إنتاج أشواك متغصنة كافية عند الولادة أو إذا كان هناك انخفاض أسرع في هذه العمود الفقري خلال فترة المراهقة ، حيث يُلاحظ ظهور الفصام عادةً [7]. مصدر هذا التراجع غير واضح ، ولكن يبدو أنه يُعزى إلى أوجه القصور في التقليم ، أو الصيانة ، أو ببساطة آليات التكوين الأساسي لهذه العمود الفقري الشجيري [7].

ومع ذلك ، هناك نتائج متضاربة. على سبيل المثال ، Thompson et al. أجرى دراسة يبدو أنها تشير إلى أن الانخفاض في كثافة العمود الفقري أدى إلى انخفاض تدريجي في المادة الرمادية ، لوحظ عادة في الأفراد المصابين بالفصام. طومسون وآخرون. أجرى في الجسم الحي دراسة هذه الظاهرة. استخدمت الدراسة فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لاثني عشر فردًا مصابًا بالفصام واثني عشر فردًا من النمط العصبي ، حيث وجدت انخفاضًا تدريجيًا في المادة الرمادية & # 8211 بدءًا من الفص الجداري وتمتد إلى المناطق الحركية والزمنية والجبهة [10]. تشير الدراسة إلى أن السبب الرئيسي لذلك هو انخفاض كثافة العمود الفقري التغصني مع تطور الاضطراب. تتزامن هذه الدراسة مع الفرضية المذكورة سابقًا حول انخفاض العمود الفقري خلال فترة المراهقة.

من الممكن أيضًا أن يكون هناك مزيج من كلا هذين العاملين. كانت معظم الدراسات قادرة فقط على مراقبة أنسجة المخ بعد الوفاة ، مما خلق ارتباكًا حول ما إذا كان هناك انخفاض في العمود الفقري أو إذا لم يتم إنتاج العمود الفقري في المقام الأول. نقص، شح، قله في الجسم الحي تجعل الدراسات من الصعب العثور على اتجاه ملموس داخل البيانات.

بينما لا يزال البحث جاريًا ، يبدو أن الأدلة الحالية تشير إلى أن العمود الفقري الشجيري يمثل جانبًا مهمًا في التعلم والذاكرة. وقد انعكس دورهم في هذه الوظائف الحاسمة من خلال غيابهم في العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية مثل الفصام ، ونقص تعليمي معين موجود في بعض الأفراد المصابين بالتوحد ، وعجز الذاكرة الموجود في مرض الزهايمر. يبدو أن هذا العجز يحدث أثناء الإنشاء المبكر للشبكات العصبية في الدماغ عند نقاط الاشتباك العصبي. يمكن أن يكون المزيد من البحث لفهم تطور هذه العمود الفقري وإنشاء أشكال مورفولوجية مختلفة أمرًا حاسمًا في تحديد كيفية علاج أو علاج هذه النواقص الموجودة في الاضطرابات العصبية والنفسية والتعليمية.


من الشكل إلى الوظيفة: تجزئة الكالسيوم في العمود الفقري الشجيري

تقسم الأشواك المتغصنة الكالسيوم ، وقد تكون هذه هي وظيفتها الرئيسية. نقوم بمراجعة العمل التجريبي على ديناميات الكالسيوم في العمود الفقري. يتم توسط تدفق الكالسيوم إلى العمود الفقري عن طريق قنوات الكالسيوم ومستقبلات NMDA و AMPA وتتبعه موازنة سريعة الانتشار داخل رأس العمود الفقري. يتم التحكم في حركيات تسوس الكالسيوم عن طريق الانتشار البطيء عبر عنق العمود الفقري ومضخات الكالسيوم في العمود الفقري. يحدث إطلاق الكالسيوم في العمود الفقري ، على الرغم من أن دوره مثير للجدل. أخيرًا ، تظل مخازن الكالسيوم الداخلية في العمود الفقري غير معروفة. وبالتالي ، فإن العمود الفقري عبارة عن حجرات من الكالسيوم بسبب أشكالها وآليات التدفق والبثق المحلية. تسلط هذه الدراسات الضوء على ثراء وعدم تجانس المسارات التي تنظم تراكم الكالسيوم في العمود الفقري والعلاقة الوثيقة بين مورفولوجيا ووظيفة العمود الفقري.


التحكم في اللدونة المورفولوجية والوظيفية للعمود الفقري الشجيري بواسطة GTPases الصغيرة

اللدونة الهيكلية للمشابك المثيرة هي عنصر حيوي في تطور الخلايا العصبية ، واللدونة المشبكية ، والسلوك. كما أن التطور أو التنظيم غير الطبيعي للمشابك الاستثارة متورط بقوة في العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية والتنكسية العصبية. في الدماغ الأمامي للثدييات ، توجد غالبية المشابك المثيرة على أشواك شجرية ، نتوءات شجرية متخصصة غنية بالأكتين. بدأت الأبحاث خلال السنوات الأخيرة في كشف التعقيدات التي ينطوي عليها تنظيم بنية العمود الفقري الشجيري. ظهرت عائلة بروتينات GTPase الصغيرة كمنظمين رئيسيين لللدونة الهيكلية ، وتربط الإشارات خارج الخلية مع تعديل العمود الفقري المتغصن ، والذي يحتمل أن يكمن وراء قدرتها على التأثير على الإدراك. نراجع هنا عددًا من الدراسات التي تدرس كيفية تنشيط GTPases الصغيرة وتنظيمها في الخلايا العصبية ، علاوة على ذلك ، كيف يمكن أن تؤثر على ديناميكيات الأكتين ، وبالتالي مورفولوجيا العمود الفقري الشجيري. يعد توضيح عملية الإشارات هذه أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز فهمنا للآليات الأساسية التي يتم من خلالها تشفير المعلومات في الدوائر العصبية ، ولكنه قد يوفر أيضًا نظرة ثاقبة للأهداف الجديدة لتطوير علاجات فعالة لعلاج الخلل المعرفي المرئي في مجموعة من الاضطرابات العصبية.

1 المقدمة

وظيفة الدماغ هي خاصية ناشئة للوصلات بين الخلايا العصبية. يعتبر التوصيل السليم للدماغ أثناء النمو أمرًا بالغ الأهمية للإدراك والذاكرة [1-3] ، في حين أن التوصيلات غير الطبيعية الناتجة عن اضطراب عصبي أو مرض أو إصابة في الدماغ تؤدي إلى خلل وظيفي [4-6]. إن فهم كيفية قيام الدوائر العصبية بتخزين المعلومات ومعالجتها يمثل تحديًا أساسيًا يواجه علم الأعصاب الحديث [1 ، 3]. على الرغم من إحراز تقدم متواضع في فك رموز أسلاك الدماغ ، إلا أنه لا يُعرف سوى القليل جدًا عن كيفية مساهمة هذه الأسلاك في وظيفتها. العقبة الأساسية أمام التقدم هي التعقيد المذهل للدوائر العصبية في أدمغة الثدييات ، حيث تصطدم تريليونات من نقاط الاشتباك العصبي بمليارات الخلايا العصبية. تتمثل إحدى طرق إدارة هذا التعقيد في قصر التركيز على المشابك من نوع ناقل عصبي واحد. المشابك الجلوتاماتيكية شديدة المرونة ، وتلعب أدوارًا أساسية في التعلم والذاكرة والإدراك ، وتشكل غالبية الروابط بين الخلايا العصبية الهرمية في الدماغ الأمامي [7-9]. السمة المميزة لهذه المشابك هي أنها تحدث في مقصورات متخصصة بعد المشبك تعرف باسم العمود الفقري الشجيري (الأشكال 1 (أ) -1 (ج)). تزين هذه الهياكل ذات الحجم الميكروني الغنية بالأكتين الشجرة المتغصنة وتتكون عادةً من عنق العمود الفقري ورأس العمود الفقري [10 ، 11]. تم العثور على كثافة ما بعد المشبك الغنية بالبروتين (PSD) داخل رأس العمود الفقري (الشكل 1 (ج)). المضمنة في PSD هي

-حمض ميثيل د-الأسبارتيك (نمدا) و α-أمينو -3-هيدروكسي-5-ميثيل -4-إيزوكسازوليبروبيونيك حمض (AMPA) مستقبلات الغلوتامات التي تتوسط انتقال متشابك مثير (الشكل 1 (ج)) [10 ، 12]. تظهر الأشواك الشجيرية حياة عابرة ودائمة ، تستمر من دقائق إلى سنوات في الجسم الحي [7 ، 13]. لوحظ عدد لا يحصى من أشكال العمود الفقري الشجيري في الدماغ ، وأصبحت الفكرة القائلة بأن بنية العمود الفقري مرتبطة بشكل كبير بخصائص متشابكة مهمة موضوعًا متكررًا خلال العقد الماضي [14 ، 15]. على سبيل المثال ، من المرجح أن تتميز الأشواك التغصنية الكبيرة بـ PSDs كبيرة وتقوم بعمل وصلات قوية ، بينما تشير الأشواك الصغيرة المتغصنة إلى الوصلات الضعيفة وقد تكون عالية البلاستيك [16]. وفقًا لذلك ، تميل الأشواك الكبيرة إلى الاستمرار لفترات طويلة من الزمن ، في حين أن الأشواك الأصغر والأرق تكون عابرة أكثر [15 ، 17]. ومع ذلك ، تشير البيانات الحديثة إلى أن هذه الظواهر قد تكون مختلفة بين القشرة والحصين ، حيث تظهر العمود الفقري في الخلايا العصبية الحُصينية CA1 دورانًا أسرع مقارنة بتلك الموجودة في المناطق القشرية [18]. ومع ذلك ، تظهر العديد من التقارير أن العمود الفقري الشجيري ليس هياكل ثابتة ويمكن إعادة تنظيمه بسرعة استجابة لمحفزات متنوعة بما في ذلك التعلم المعتمد على الخبرة [19 - 21] ، بالإضافة إلى الإشارات العصبية وحتى الهرمونية [22-25]. إحدى النتائج الرئيسية لهذه الديناميكية الهيكلية هي القدرة على أخذ عينة من العصب المحيط من أجل المحاور العارضة [19 ، 26 ، 27].

من المعترف به على نطاق واسع أن العمود الفقري الشجيري جزء لا يتجزأ من تكوين الدائرة ، لكن الطبيعة الدقيقة لمساهمتها لا تزال موضوعًا للتحقيق والنقاش. تظهر العمود الفقري الشجيري طيفًا واسعًا من إعادة التنظيم الهيكلي ، من التكوين والقضاء ، إلى تغييرات أكثر دقة في الحجم والشكل. يُقدر أن هذه الهياكل تحتوي على أكثر من 1000 بروتين مختلف [28] ، بما في ذلك السقالات والمستقبلات وبروتينات الالتصاق وبروتينات الإشارة و F-actin وبروتينات الهيكل الخلوي (الشكلان 2 (أ) و 2 (ب)). تفترض النظريات الحالية أن العمود الفقري الشجيري يوفر مجال إشارات كيميائية وكهربائية منفصل جزئيًا عن التغصنات الأصلية ، وبالتالي تعزيز القدرة الحسابية للخلايا العصبية [3] ، وأنها غنية بما فيه الكفاية بالمكونات الجزيئية اللازمة للتعديلات الهيكلية والوظيفية [29]. بشكل حاسم ، يعد تطوير الدوائر العصبية عن بعد الدماغ وصقلها وصيانتها أمرًا ضروريًا للإدراك الحسي والتحكم الحركي والإدراك والذاكرة [1 ، 8 ، 30 ، 31]. الأهم من ذلك ، يمكن أن يوفر فهم أفضل لديناميكيات الدائرة جسرًا بين ظواهر اللدونة التي لوحظت في المشبك وسلوك الحيوان [8 ، 9 ، 18 ، 19]. وبالتالي من الضروري فحص الآليات التي تعيد توصيل الدماغ والمراجعة الحالية مخصصة لهذا الغرض. في العقد الماضي ، تم إحراز تقدم هائل في تشريح الآليات الجزيئية التي تساهم في اللدونة الهيكلية للأشواك التغصنية [10 ، 12 ، 32 ، 33]. المحدد الجزيئي الرئيسي لدونة العمود الفقري الشجيري هو الهيكل الخلوي للأكتين ومنظماته. نراجع هنا العمل الأخير الذي بدأ في الكشف عن الطريقة المعقدة التي تعدل بها عائلة بروتينات GTPases الصغيرة ومنظمها ومؤثراتها الهيكل الخلوي للأكتين للتحكم في مورفولوجيا العمود الفقري التغصني لدعم الوظيفة المشبكية.

2. الأكتين: محدد رئيسي لمورفولوجيا العمود الفقري الشجيري

وقد ثبت أن القابلية للتطرق المورفولوجي لأشواك التغصنات ناتجة عن هيكل خلوي ديناميكي أكتين [34 ، 35]. العمود الفقري عبارة عن مستودعات غنية من الأكتين الخيطي والمونومري وتحقق الاستقرار والديناميكية من خلال عملية دوران تُعرف باسم المطحنة ، حيث تتم إضافة المونومرات في نفس الوقت إلى النهاية الشائكة (عند محيط العمود الفقري) وإزالتها من الطرف المدبب للفتيل (بالقرب من لب العمود الفقري) [36 ، 37]. تظهر مجموعة متنوعة من البروتينات تحكمًا في الهيكل الخلوي للأكتين والعديد من هذه البروتينات عبارة عن مورفوجينات قوية للعمود الفقري ومعدلات متشابكة [23 ، 38-42].

يعد التحكم الصارم في الهيكل الخلوي للأكتين أمرًا ضروريًا لوظيفة المشبكية المناسبة. في الواقع ، يتحكم جهاز المشي الأكتيني في توزيع البروتينات في كثافة ما بعد المشبكي ، بما في ذلك مستقبلات AMPA ، كما يتضح من العمل الذي يستخدم استعادة التألق بعد التبييض الضوئي [43]. وبالتالي ، فإن فهم مسارات الإشارات المعقدة التي تؤثر على خيوط الأكتين أمر بالغ الأهمية للكشف عن الآليات الكامنة وراء انتقال التشابك العصبي الطبيعي والمرضي. تحقيقا لهذه الغاية ، ركزت الكثير من الجهود البحثية على تحديد وتوصيف البروتينات المنظمة للأكتين. من خلال النظر في موضع هذه البروتينات في شلالات الإشارة بالنسبة إلى الفضاء خارج الخلية والهيكل الخلوي للأكتين ، يمكن تنظيمها في مجموعات وظيفية هرمية بما في ذلك بروتينات ربط الأكتين ، و GTPases الصغيرة ، ومنظمات GTPase الصغيرة والمؤثرات (الشكل 2 (ب)) [ 32 ، 44].

3. GTPases الصغيرة: محاور الإشارة المورفولوجية في العمود الفقري الشجيري

يتم تصنيف العائلة الفائقة من GTPases الصغيرة إلى 5 عائلات فرعية: عائلة Ras و Rho و Rab و Sar1 / ARF و Ran. ينظم أفراد هذه العائلة الفائقة الوظائف الخلوية المتنوعة وغالبًا ما يشار إليها بالمفاتيح الجزيئية لأنها موجودة في حالة ثنائية "تشغيل" و "إيقاف" عند ارتباطها بـ GTP و GDP ، على التوالي [45 ، 46]. ستقتصر المراجعة الحالية على أفراد عائلات Rho و Ras حيث تم ربط هذه البروتينات بشكل مباشر بإعادة تشكيل الأكتين. علاوة على ذلك ، تُظهر مسارات الإشارات بوساطة Rho و Ras نقاشًا متقاطعًا كبيرًا له آثار مهمة على اللدونة المورفولوجية والوظيفية للعمود الفقري. في حين تم تعزيز فهمنا للتحكم الصغير في GTPase في الهيكل الخلوي للأكتين بشكل كبير من خلال العمل في الخلايا غير العصبية ، يمثل العمود الفقري التغصني مجالًا دقيقًا فريدًا ، مع متطلبات وظيفية مميزة. على هذا النحو ، سوف نركز على الدراسات التي أجريت في العمود الفقري الشجيري ما لم يذكر خلاف ذلك.

تربط الأدبيات الموسعة بين فصيلة Rho وبين تنظيم بنية الأكتين المشبكية ودينامياتها [47]. ولعل أفضل ما تمت دراسته بين أفراد الأسرة هو Rac1 و RhoA ، اللذان لهما تأثيرات قوية ومعاكسة على بنية العمود الفقري التغصني [48]. يؤدي الإفراط في التعبير عن Rac1 السلبي السائد إلى انخفاض كثافة العمود الفقري في شرائح الحصين والثقافات المنفصلة [49 ، 50] ، بينما يؤدي الإفراط في التعبير عن شكل نشط بشكل أساسي أو RhoA إلى فقدان العمود الفقري [51]. من المقبول عمومًا أن تنشيط Rac1 يحفز بلمرة F-actin ويثبت العمود الفقري الشجيري من خلال تنشيط المؤثرات النهائية للكيناز المنشط p21 (PAK) ، LIM-kinase-I (LIMK-I) ، والبروتين المرتبط بالأكتين cofilin [52 ، 53]. على العكس من ذلك ، فإن تنشيط RhoA يحفز بلمرة F-actin من خلال بروتين كيناز ROCK المصب ، والذي بدوره ينظم بشكل مباشر الفسفرة LIMK-1 في الخلايا غير العصبية والخلايا العصبية [54 ، 55]. يتم تنشيط Rho GTPases بشكل سريع ومحلي في رؤوس العمود الفقري بعد محفزات قوية كما يتضح من تصوير عمر مضان ثنائي الفوتون لمجسات تستند إلى FRET [55]. ومن المثير للاهتمام ، أن Cdc42 ، و Rho GTPase المرتبط بـ Rac ، و RhoA أظهروا نشاطًا مكانيًا تفاضليًا ، مما يعكس مساهماتهم الفريدة في حصار تنظيم مورفولوجيا العمود الفقري لسلسلة إشارات RhoA التي أعاقت النمو الأولي للعمود الفقري بينما منع تثبيط مسار Cdc42 التوسيع المستمر للعمود الفقري. إن تعزيز أهمية Rho GTPases في لدونة الدماغ الأمامي هو دراسة حديثة توضح انتشار العمود الفقري الناجم عن Rac1 في الخلايا العصبية الهرمية القشرية بالإضافة إلى اللدونة المعززة للدوائر البصرية في الحيوانات المحرومة أحادي العين [56 ، 57]. بالتوافق مع هذه الفكرة ، غالبًا ما يرتبط اضطراب الإشارات من خلال مسارات Rho / Rac بالإعاقة الذهنية (ID) ، وهي حالة تتميز بخلل في مورفولوجيا العمود الفقري التغصني [58-60].

على الرغم من أن معظم التحقيقات في البنية العصبية قد ركزت على فصيلة Rho GTPase ، فقد ثبت أن GTPases الأخرى تنظم مورفولوجيا العمود الفقري التغصني. تم العثور على أعضاء من فصيلة راس من GTPases الصغيرة لتنظيم بنية العمود الفقري الشجيري ودينامياته [61]. كانت إحدى الدراسات الأولى لربط Ras مع إعادة التشكيل الهيكلي للأشواك التغصنية من نموذج فأر حيث تم التعبير عن الشكل النشط التأسيسي لـ H-Ras بشكل مفرط [62]. أظهرت هذه الفئران تعقيدًا عصبيًا متزايدًا ، وهو ما انعكس في الدراسات اللاحقة التي كشفت أيضًا عن تكوين وتوصيل غير طبيعي للعمود الفقري [63 ، 64]. تمشيا مع دور في التوسط في اللدونة المتغصنة للعمود الفقري ، فقد ثبت أيضًا أن Ras يتم تنشيطه بشكل متزامن مع تضخم العمود الفقري الناجم عن إلغاء تجميد الجلوتامات في الخلايا العصبية الحُصينية [65]. ومن المثير للاهتمام ، أن الديناميكيات الزمانية المكانية لتنشيط Ras كانت مختلفة مرة أخرى عن تلك الموجودة في Rho GTPases و RhoA و Cdc42 ، مما يعزز فكرة أن التنشيط الزمني وتوطين هذه الجزيئات أمران حاسمان في تحديد تأثيرها على الوظيفة الخلوية [55، 65 ، 66]. ربط العمل السابق في الخلايا غير العصبية أيضًا راب ، وهو عضو في عائلة راس الفرعية ، بديناميات الهيكل الخلوي [67]. في الخلايا العصبية ، يؤدي تنشيط مستقبلات Rap1 بواسطة مستقبلات NMDA في الخلايا العصبية القشرية المزروعة إلى انخفاض في حجم العمود الفقري [41]. المنظم القوي الآخر لنشاط GTPase الصغير في الخلية العصبية هو هرمون الاستروجين ، 17β-استراديول [68-70]. ومن المثير للاهتمام ، عندما تتعرض الخلايا العصبية القشرية الناضجة بشدة لـ 17β-استراديول ، لوحظ زيادة سريعة في Rap1 النشط بالتزامن مع زيادة في كثافة العمود الفقري [25]. بشكل حاسم ، الإفراط في التعبير عن RapGAP ، وهو بروتين يثبط تنشيط الراب ، أدى إلى منع تأثير 17β- استراديول على كثافة العمود الفقري [25]. في المقابل ، يؤدي الإفراط في التعبير عن Rap2 النشط بشكل أساسي إلى فقدان كثافة العمود الفقري الشجيري وزيادة في عدد النتوءات الشبيهة بالقدم الخيطية في الخلايا العصبية الحُصَينية المزروعة [71]. بما يتفق مع هذه الملاحظات في المختبر، الفئران التي تعبر عن Rap2 النشط بشكل أساسي تعرض عددًا أقل من الأشواك المتغصنة وضعف التعلم [72]. بشكل جماعي ، توضح هذه البيانات أن GTPases من عائلة Rho و Ras لها تأثيرات تنظيمية قوية على العمود الفقري الشجيري والتي يمكن أن تؤثر على الوظيفة الإدراكية.

4. منظمات GTPase الصغيرة

يتم تنظيم GTPases نفسها بإحكام من خلال فئتين من البروتينات: عوامل تبادل النوكليوتيدات الجوانين (GEFs) التي تسهل ارتباط GTP بواسطة بروتينات تنشيط GTPase و GTPase (GAPs) التي تحفز التحلل المائي لـ GTP إلى الناتج المحلي الإجمالي. تنقل هذه البروتينات إشارات متنوعة من الفضاء خارج الخلية إلى GTPases وتختلف في أنماط التعبير الخلوي والتوزيعات داخل الخلايا. يمكن تنظيم كل GTPase من خلال مجموعة متنوعة من GEFs و GAPs المختلفة ، مما يسمح لكل من تنوع الإشارة والخصوصية المكانية. من خلال تحفيز تبادل الناتج المحلي الإجمالي المرتبط بـ GTPase إلى GTP ، تعمل GEFs على تنشيط GTPases. من خلال الاستجابة للإشارات خارج الخلية بما في ذلك المعدلات العصبية والنشاط العصبي ، يمكن لمرفق البيئة العالمية تحقيق تحكم ثنائي الاتجاه في مورفولوجيا العمود الفقري وقوة التشابك من خلال العمل من خلال GTPases المستهدفة.

نظرًا لأن RhoA مرتبط بانكماش العمود الفقري وزعزعة الاستقرار ، فإن GEFs التي تنشط GTPase لها تأثيرات مماثلة على مورفولوجيا العمود الفقري التغصني. على سبيل المثال ، ثبت أن GEF-H1 يتحد مع مركب مستقبلات AMPA وينظم سلبًا كثافة العمود الفقري وطوله من خلال سلسلة إشارات RhoA [73]. وبالمثل ، يؤدي تنشيط مستقبل Eph A4 (EphA4) إلى تراجع العمود الفقري الشجيري ، وهو تأثير يعتمد على تنشيط RhoA عبر GEF الخاص به ، ephexin1 [74]. مرفق البيئة العالمية الآخر الذي يشارك في زعزعة الاستقرار وانكماش العمود الفقري هو Epac2. يتم تنشيط Rap1 GEF متعدد المجالات بواسطة cAMP ويؤدي إلى انخفاض محتوى مستقبلات AMPA للعمود الفقري ، والانتقال الاستثاري المنخفض ، وزعزعة استقرار العمود الفقري كما هو موضح في دراسات التصوير الحي. على العكس من ذلك ، يؤدي تثبيط Epac2 إلى تضخم العمود الفقري وتثبيته [23]. من المثير للاهتمام ، نادر من جديد طفرات Epac2 وُجد أن الجين مرتبط بأفراد يعانون من اضطرابات طيف التوحد (ASDs) [75]. أظهرت بروتينات Epac2 الطافرة الناتجة قدرات متغيرة على تنشيط الراب وعندما يتم التعبير عنها في الخلايا العصبية القشرية الأولية ، نتج عنها مجموعة من التشكلات الشاذة في العمود الفقري التغصني [23]. تحليل Epac2 كشفت الفئران بالضربة القاضية أيضًا عن أوجه قصور في السلوكيات الاجتماعية والتواصلية ، في حين أن سلوكيات الذاكرة والميل لا تتأثر على ما يبدو [76]. ومن المثير للاهتمام ، أن هذه الفئران تعرض أيضًا انخفاض دوران العمود الفقري الشجيري في الجسم الحي، بما يتوافق مع ما تم عرضه سابقًا في المختبر [23 ، 76]. ومع ذلك ، ليس من الواضح كيف ترتبط التغييرات في اللدونة في العمود الفقري الشجيري بالسلوكيات الاجتماعية والتواصلية المتغيرة. في الآونة الأخيرة ، باستخدام في الرحم التثقيب الكهربائي للتعبير عن بناء RNAi ضد Epac2 في مجموعة فرعية من الطبقة 2/3 من الخلايا العصبية القشرية ، تم الكشف عن دور Epac2 في الحفاظ على التشعبات القاعدية ، وليس القمية ، [77]. ومن المثير للاهتمام ، أن تنظيم تكوين التغصنات القاعدية بواسطة Epac2 يتطلب إشارات Ras ، باعتباره بروتين Epac2 الطافر المرتبط بـ ASD ، والذي لديه قدرة منخفضة على ربط Ras النشط ، ويؤدي أيضًا إلى حدوث عجز في صيانة التغصنات القاعدية [77]. يوضح هذا أنه يمكن أن يكون هناك مستوى من الكلام المتبادل بين أنظمة GTPase الصغيرة.تمشيا مع هذا ، فقد ثبت مؤخرًا أن كيناز 2 الشبيه بالبولو (Plk2) ينظم نشاط Ras و Rap من خلال التأثير المباشر على البروتينات المنظمة للنشاط لكل GTPase صغير استجابة لدونة التماثل الساكن [78]. توضح هذه الدراسات أن التنظيم المتزامن لكل من قواعد GTP الصغيرة الخاصة بـ Ras و Rap عبر GEFs و GAPs يلعب دورًا مهمًا في اللدونة المتجانسة وفي الحفاظ على مورفولوجيا الخلايا العصبية [77 ، 78].

كما تمت دراسة تنظيم Rac بواسطة GEFs بشكل جيد. أحد هذه المرافق هو kalirin-7 ، وهو فريد بشكل خاص نظرًا لأنه هو الوحيد المعروف Rac1 GEF المعبر عنه في قشرة الفئران البالغة [32]. يؤدي الإفراط في التعبير عن هذا kalirin-7 في الثقافات القشرية إلى زيادة منطقة رأس العمود الفقري وكثافته. بالتزامن مع ذلك ، فإن ضربة قاضية لـ kalirin-7 من خلال نهج RNAi تقلل من مساحة العمود الفقري وكثافته [42]. ومن المثير للاهتمام أن الفئران التي تحتوي على كاليرين الجين الذي تم حذفه يظهر العديد من الأنماط الظاهرية التي تذكرنا بمرض انفصام الشخصية بما في ذلك القصور في الذاكرة العاملة وكذلك انخفاض كثافة العمود الفقري المتغصن في القشرة [79]. في الحصين ، يتم حجب دور kalirin-7 بسبب وجود اثنين آخرين من Rac1 GTPases ، Tiam1 و β-PIX [32 ، 52 ، 80]. يتم تنظيم Tiam1 عن طريق تنشيط مستقبل NMDA وقد تورط أيضًا في تطور العمود الفقري المتشقق المعتمد على مستقبلات EphB [80 ، 81]. وبالمثل ، فإن Rac1 GEF β-PIX ، وهو هدف لاحق لمستقبلات NMDA ، تم إثبات أنه يتم تنظيمه بواسطة CaM kinase kinase و CaM kinase I [52].

وقد حظي المختارون من محترفي السلوكيات (GAPs) باهتمام بحثي نظرًا لأدوارهم المفترضة في الهوية. يؤدي فقدان Rho-GAP oligophrenin-1 ، وهو جين متورط في ID ، إلى تعطيل المشبك المعتمد على النشاط ونضج العمود الفقري [82]. الجين الآخر هو Ras-GAP SYNGAP1 ، والذي يمكنه تنظيم مورفولوجيا العمود الفقري من خلال هدفه Ras بالإضافة إلى إرسال إشارات المصب إلى Rac و cofilin [83]. توضح هذه الدراسة أن إشارات GTPase الصغيرة غالبًا ما تكون معقدة وغير خطية وقد تتميز بالتقاطع بين المسارات. الطفرات في SYNGAP1 كما تم ربط كل من ID و ASD [84]. ومن المثير للاهتمام ، نموذج حيواني للإنسان SYNGAP1 أظهر قصور الفرد النضج المتشعب للعمود الفقري المتسارع مما أدى إلى اختلال التوازن الاستثاري / المثبط في الشبكات العصبية [85]. علاوة على ذلك ، طورت هذه الفئران أيضًا تشوهات سلوكية مستمرة. بشكل حاسم ، كانت هذه التأثيرات أكثر بروزًا عندما تعطل SYNGAP1 أثناء التطور المبكر وكان الحد الأدنى عند التعطل في مرحلة البلوغ [85]. في الآونة الأخيرة ، تم إثبات أن SYNGAP1 قد تمت فسفرته بواسطة CaMKII ، مما أدى إلى تهريب هذا البروتين بعيدًا عن نقاط الاشتباك العصبي استجابة لتحفيز LTP. الأهم من ذلك ، يُعتقد أن إزالة بروتين GAP هذا من نقاط الاشتباك العصبي أمر ضروري لتفعيل Ras المعتمد على LTP وإدخال مستقبل AMPA وتضخم العمود الفقري [86].

من المعروف أن عددًا من الإشارات خارج الخلية تمارس تأثيرات عميقة على مورفولوجيا العمود الفقري الشجيري ، من خلال تنشيط مسارات GTPase الصغيرة. المستقبل السائد في تنظيم مرونة العمود الفقري الشجيري استجابة للنشاط المشبكي هو مستقبل NMDA. بعد تنشيط مستقبلات NMDA ، تخضع العمود الفقري الشجيري لزيادة عابرة في تركيز الكالسيوم [87 ، 88]. هذا الارتفاع في الكالسيوم ينشط الكالودولين المستشعر للكالسيوم (CaM): ينشط CaM المرتبط بالكالسيوم لاحقًا عائلة CaMK من كينازات السيرين / ثريونين بما في ذلك CaMKI و CaMKII و CaMKIV [89]. تستمر هذه الكينازات في فسفرة مجموعة متنوعة من الأهداف المتضمنة في اللدونة الهيكلية للعمود الفقري ، بما في ذلك Rac-GEF kalirin-7 ، بالإضافة إلى بروتينات الإشارة والسقالات الأخرى المشاركة في اللدونة [42 ، 90]. بصرف النظر عن الغلوتامات ، فقد ثبت أن الناقلات العصبية الأخرى تعدل ليونة العمود الفقري الشجيري. أدى تنشيط مستقبلات 5-HT2A في الخلايا العصبية الهرمية إلى زيادة حجم العمود الفقري من خلال آلية تعتمد على kalirin-7-Rac1-PAK [22]. هذه الدراسة ذات أهمية خاصة لأنها توفر صلة مباشرة بين إشارات هرمون السيروتونين وتكوين العمود الفقري التغصني ، وكلاهما متورط في مرض انفصام الشخصية. هناك ناقل عصبي مهم آخر متورط في تعديل العمود الفقري الشجيري ووظيفة GTPase الصغيرة وهو الدوبامين [91]. على سبيل المثال ، أدى علاج الفئران باستخدام 6-hydroxydopamine ، وهو سم عصبي يقضي بشكل انتقائي على الخلايا العصبية الدوبامينية والنورادرينالية ، إلى انخفاض في كثافة العمود الفقري المتغصن في قشرة ما قبل الحمل بعد 3 أسابيع من إعطاء السم [92]. ومن المثير للاهتمام ، أن العجز المعرفي في مرض انفصام الشخصية قد تم ربطه بخلل الدوبامين [93 ، 94] ولوحظ انخفاض كثافة العمود الفقري المتغصن في الأنسجة بعد الوفاة المأخوذة من مرضى الفصام [95-97]. النتائج من Solis et al. تشير إلى أنه قد يكون هناك بالفعل صلة مرضية بين ضعف الدوبامين وفقدان كثافة العمود الفقري الشجيري. النتيجة المتسقة مع هذه الفكرة هي أن العلاج باستخدام أولانزابين غير النمطي المضاد للذهان ، ولكن ليس هالوبيريدول المضاد للذهان النموذجي ، كان قادرًا على إنقاذ العمود الفقري الناجم عن 6 هيدروكسيدوبامين في قشرة الفص الجبهي للفئران [98]. على المستوى الجزيئي ، يؤدي تنشيط مستقبلات D1 / D5 باستخدام ناهض انتقائي SKF-38393 إلى انكماش العمود الفقري من خلال تنشيط Rap GEF Epac2 [23].

كما أن المُعدِّلات العصبية الأقل تقليدية متورطة في تنظيم العمود الفقري التغصني. يُعرَّف هرمون الاستروجين تقليديًا بأنه هرمون ، وقد ظهر مؤخرًا في دائرة الضوء باعتباره مُعدِّلًا مهمًا لدونة العمود الفقري الشجيري [99]. علاج الثقافات القشرية الأولية مع 17β- زاد الاستراديول من كثافة العمود الفقري مع تقليل محتوى مستقبلات AMPA في العمود الفقري. تم تعزيز هذه "المشابك الصامتة" عن طريق تنشيط مستقبلات NMDA ، تذكرنا بالنضج المعتمد على النشاط للمشابك الصامتة أثناء التطور [25]. تم التوسط في هذه التأثيرات بواسطة مسارات إشارات Rap / AF-6 (afadin) / ERK1 / 2 ، حيث كان تثبيط أو التدخل في إجراءات هذه البروتينات كافياً لحجب 17.β- تأثيرات استراديول على العمود الفقري [25]. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت الدراسات الحديثة أن العلاج الحاد للثقافات القشرية الفئران مع 17β- الاستراديول يؤدي إلى فسفرة WAVE1 واستهدافها اللاحق للعمود الفقري ، مما يؤدي إلى بلمرة الأكتين. يُعتقد أن هذا ضروري لتشكيل نتوءات شجيريّة غير ناضجة في الخلايا العصبية القشرية الشابة [100]. تم الإبلاغ عن نتائج مماثلة في الخلايا العصبية المستزرعة في قرن آمون. هنا ، العلاج المزمن لمزارع الحصين بـ 17β- استراديول أدى إلى زيادة عدد نقاط الاشتباك العصبي وزيادة توطين kalirin-7 في العمود الفقري المتشقق [101]. ومع ذلك ، فإن هذه الإجراءات من 17β- يبدو أن الاستراديول يتم توسطه من خلال مستقبلات هرمون الاستروجين بيتا (ERβ) كتفعيل ERβ ولكن ليس ERα ناهضات قادرة على تلخيص هذه الآثار [101-104].

5. مستجيبات GTPase الصغيرة والبروتينات الرابطة للأكتين

المصب من GTPases الصغيرة عبارة عن سلسلة من البروتينات المستجيبة التي تنقل الإشارات إلى المنظمين المباشرين للهيكل الخلوي للأكتين. إن عائلة المؤثرات Rho GTPases Rac1 و Cdc42 الموصوفة جيدًا بشكل خاص هي كينازات تنشيط p21 (PAKs) [105] وكينازات Rho (ROCK) [106]. تعتبر PAKs ضرورية لتشكل العمود الفقري والهيكل المشبكي ، لا سيما في القشرة [107]. في الآونة الأخيرة ، استكشفت سلسلة من الدراسات عواقب خروج المغلوب PAK و ROCK في الدماغ الأمامي. يؤدي حذف PAK1 أو ROCK-2 إلى فقدان F-actin من العمود الفقري [108 ، 109]. علاوة على ذلك ، أظهر كلا الحيوانين الخارجين عن المغلوب عجزًا في الحصين LTP ، مما يسلط الضوء على أهمية كينازات Rh هذه في اللدونة المتشابكة. ومن المثير للاهتمام أن حذف كود PAK1 و PAK3 نتج عنه نمط ظاهري بنيوي ووظيفي أكثر شدة ، حيث أظهر الضربات القاضية PAK1 / 3 ضعفًا في اللدونة ثنائية الاتجاه في الحُصين ، وعجزًا في التعلم والذاكرة ، وتشوهات هيكلية جسيمة في الدماغ الأمامي [110]. تشمل الميزات المشتركة لحيوانات خروج المغلوب من Rho kinase اضطراب سلسلة كيناز في اتجاه مجرى Rho GTPases ، وإطلاق cofilin من التثبيط ، وفقدان لاحق لـ F-actin من العمود الفقري الشجيري.

يتم توفير مزيد من المعلومات حول تأثيرات أفراد عائلة PAK و ROCK على الهيكل الخلوي للأكتين من خلال العمل في فحص LIM-kinase (LIMK). يمكن لـ Pak1 النشط أن يفسفوريلات LIMK-1 والذي بدوره يثبط نشاط cofilin [111]. نتيجة لذلك ، يؤدي الاستئصال الجيني لـ LIMK-1 إلى ارتفاع نشاط cofilin ، وتشكل العمود الفقري الشاذ ، وتحسين LTP [53]. ومن المثير للاهتمام أن العمل الأخير قد حدد آلية جديدة لتنظيم LIMK-1 عن طريق تعديل الدهون [24]. يستهدف الكيناز الطرفي لـ LIMK-1 الكيناز إلى العمود الفقري الشجيري وهو ضروري لنمو العمود الفقري المعتمد على النشاط. تظهر طريقة Palmitoylation كمُحَوِّل حاسم لوظيفة المشبك الشوكي [112] وتستهدف GTPases الصغيرة نفسها لمجالات دقيقة مختلفة من خلال الديناميكي بالميتويليشن [113-115] ، على الرغم من أن الآثار المترتبة على هذه الإشارة لم يتم استكشافها بدقة في الخلايا العصبية.

كما يوحي اسمها ، تؤثر بروتينات ربط الأكتين بشكل مباشر على ديناميكيات الأكتين من خلال نواة أو تثبيت أو قطع خيوط الأكتين. يرتبط أعضاء عائلة بروتين متلازمة Wiskott-Aldrich (WASP) كلاً من الأكتين الأحادي والخيطي [116] ويتم إعفاؤهم من التثبيط الذاتي بواسطة Rho GTPases [117]. يبدو أن N-WASP ، وهو WASP المخصب بالدماغ ، مهم للغاية لتشكيل العمود الفقري والمشابك المثيرة [40]. تمارس GTPases الصغيرة أيضًا السيطرة على عائلة بروتين متماثل من عائلة WASP (WAVE). تلعب هذه البروتينات دورًا في صيانة العمود الفقري [118] والتكوين [119] ويرافق التعبير الناقص WAVE1 عجزًا في الذاكرة المكانية في الفئران [120].

مركب Arp2 / Arp3 عبارة عن نواة أكتين مدروسة جيدًا ومُسهل لتفرع الأكتين [121]. يعتبر مركب Arp2 / Arp3 مصبًا لبروتينات عائلة Rho و GTPases و WASP و WAVE [122] ومن المحتمل أن يكون له دور فعال في إعادة تشكيل العمود الفقري المتشقق أثناء نمو العمود الفقري [123]. إن تثبيط مركب Arp2 / Arp3 بواسطة بروتين ربط بروتين كيناز C (PICK1) ضروري لانكماش العمود الفقري أثناء LTD [124]. في الآونة الأخيرة ، ثبت أن PICK1 يشير إلى مصب AMPARs لإلغاء تنشيط Cdc42 [125]. كما ذكر أعلاه ، فإن cofilin هو محدد آخر حاسم لديناميات الهيكل العظمي للأكتين ويتنافس مع مجمع Arp2 / Arp3 عن طريق قطع وحذف خيوط الأكتين [126]. على الرغم من أن تنشيط cofilin لفترات طويلة يشجع على تقليل حجم العمود الفقري [127] ، إلا أنه يبدو أن هناك حاجة إلى انفجار عابر لنشاط الكوفيلين لنمو العمود الفقري أثناء LTP المستحث كيميائيًا [128]. تغطي مراجعة حديثة للتحكم في GTPase الصغير في الهيكل الخلوي للأكتين هذه المسارات بمزيد من التفصيل [44].

من بين قائمة مؤثرات Rap عدد من منظمات الهيكل الخلوي الأكتين. يرتبط Rap1 مباشرة بـ afadin ، المعروف أيضًا باسم AF-6 [129] وهو بروتين سقالة متعدد المجالات فعال في التصاق الخلية الخلوية [130]. في الواقع ، كان الراب النشط مسؤولاً عن الاستهداف الخلوي لـ afadin في الخلايا العصبية تحت القاعدية وبعد تنشيط مستقبل NMDA [41 ، 131]. المثير للاهتمام ، بعد تنشيط مستقبلات NMDA ، ينتقل afadin إلى كل من نقاط الاشتباك العصبي والنواة بطريقة تعتمد على الوقت. في نقاط الاشتباك العصبي ، يكون afadin مطلوبًا لتعديلات العمود الفقري المعتمدة على النشاط والمعتمدة على الراب [41] ، بينما في النواة ، يكون afadin مطلوبًا من أجل الفسفرة المعتمدة على الوقت لهستونات H3 ، مما يشير إلى دور محتمل في تنظيم النسخ الجيني المعتمد على النشاط [41] 131]. يتفاعل Afadin أيضًا بشكل مباشر مع بروفيلين بروتين بلمرة الأكتين [129] ومع بروتين الالتصاق N-cadherin [132] ووحدة مستقبلات AMPA ، GluA2 [133]. تمشيا مع هذه التفاعلات ، يعد afadin مطلوبًا لربط N-cadherin مع kalirin-7 ، وبالتالي السماح بتنظيم تنشيط Rac وربط N-cadherin بالتعديل الديناميكي لمورفولوجيا العمود الفقري الشجيري [132]. علاوة على ذلك ، فإن ضربة قاضية لـ afadin باستخدام نهج RNAi تؤدي إلى فقدان البنية التغصنية ، وكثافة العمود الفقري الشجيري ، وانتقال مستقبل AMPA بوساطة [133]. كما ثبت أن موسيقى الراب تتفاعل مع وتفعيل Rac-GEFs Vav2 و Tiam1 [134] ، مما يوفر مثالًا آخر على تقاطع مسار GTPase الصغير.

وبالتالي ، يبدأ تسلسل الإشارات المشكل للعمود الفقري النمطية بإشارة خارج الخلية يتم نقلها إلى GEFs أو GAPs التي تتحكم في نشاط GTPase الصغير ، والذي يؤثر بدوره على بروتينات ربط الأكتين من خلال مؤثرات GTPase الصغيرة. لقد ظهر الآن أنه بالإضافة إلى الإشارات المعتمدة على النشاط عبر مستقبلات NMDA ، فإن الإشارات الأخرى خارج الخلية ، بما في ذلك المُعدِّلات العصبية [22 ، 23] والستيرويدات العصبية ، قد تعمل عبر مسارات مماثلة.

6. الاستنتاجات

يعد فهم كيفية تشفير الخلايا العصبية للمعلومات تحديًا أساسيًا في تحديد كيفية تخزين واسترداد المعلومات حول محيطنا ، مما يسمح لنا بالتكيف على المستوى السلوكي. تشير الدلائل المتزايدة إلى أن الارتباط الخلوي الرئيسي لتشفير المعلومات هو تنظيم العمود الفقري الشجيري وبالتالي الاتصالات المشبكية المثيرة [1 ، 3]. في هذه المراجعة ، قدمنا ​​دليلًا حديثًا على أن بروتينات GTPase الصغيرة كوسيط مهم بين الإشارات خارج الخلية والهيكل الخلوي الأكتين ، مما يسمح بتنظيم بنية المشبك ووظيفته. لقد تم إحراز تقدم مهم في فهمنا للجزيئات التي تمارس تنظيمًا صارمًا لوظيفة GTPase الصغيرة في الخلايا العصبية [32 ، 61] ، كما ظهر أن هذه الجزيئات لها ديناميكيات زمانية مكانية فريدة من نوعها والتي تعتبر بالغة الأهمية لوظائفها الخلوية [55 ، 65 ، 66]. يشير فهمنا الحالي إلى أن GTPases الصغيرة يمكن أن تعمل بشكل مستقل ، من خلال مؤثراتها ، والتي تنظم بشكل مباشر الهيكل الخلوي للأكتين ، لممارسة تأثيرات هيكل وأرقام العمود الفقري الشجيري ، وكذلك على الوظيفة المتشابكة. ومع ذلك ، فقد أظهرت العديد من الدراسات الآن أن العديد من GTPases الصغيرة يمكن أن تعمل بالتعاون لإحداث تغييرات في العمود الفقري التغصني ، أو على الحفاظ على التشكل العام للخلايا العصبية [77 ، 78]. علاوة على ذلك ، فقد ظهر أيضًا أن نطاقًا واسعًا من الإشارات خارج الخلية تشير أيضًا عبر GTPases الصغيرة لممارسة إجراءات مورفوجينية [22 ، 25 ، 42 ، 47 ، 50 ، 65 ، 74 ، 80 ، 81]. يمكن للعديد من هذه الإشارات خارج الخلية تنشيط نفس GTPases الصغيرة ، مما يشير إلى أنه داخل خلية عصبية واحدة يمكن لعوامل متعددة تعديل نشاط عائلة فرعية واحدة من GTPase الصغيرة. إن توضيح كيفية دمج الخلايا العصبية لإشارات متعددة وكيف تلخص بدورها تأثيرها على وظيفة الخلية وتؤثر في النهاية على الإدراك ، وهو تحدٍ آخر. من المحتمل أن اكتساب فهم أكبر للديناميكيات الزمانية المكانية لإشارات GTPase الصغيرة سيوفر نظرة ثاقبة حول كيفية تعامل الخلايا العصبية مع هذا الكم من المعلومات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تحديد الطريقة المعقدة التي يتفاعل بها المنظمون لإشارات GTPase الصغيرة وتحديد الطريقة غير الخطية التي يتم بها تنشيط المسارات المتعددة بواسطة الإشارات نفسها سيوفر فهمًا أكثر شمولاً لكيفية تنظيم العوامل المتعددة لدونة العمود الفقري.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الاضطرابات النمائية العصبية والنفسية والتنكسية العصبية المتعددة قد ارتبطت ارتباطًا وثيقًا باضطرابات الدوائر العصبية [6 ، 135]. في الواقع ، ربطت العديد من دراسات التشريح المرضي العصبي ارتباطًا وثيقًا بين التشكل غير الطبيعي للعمود الفقري والتسبب في عدد من الاضطرابات العصبية والنفسية ، والنمائية العصبية ، والاضطرابات التنكسية العصبية [135 ، 136] ، مثل ID [137] ، والهشاشة X [138] ، ومتلازمة داون [139] ] ، واضطرابات طيف التوحد (ASDs) [140-142] ، والفصام [96 ، 143] ، والاكتئاب [144] ، ومرض الزهايمر [145 ، 146]. يُفترض حاليًا أن تشوه العمود الفقري الشجيري يمكن أن يؤدي إلى خلل أو مفرط في وظيفة المشابك والاتصال ، مما يؤدي إلى اضطرابات في الدوائر العصبية. تمت مراجعة هذا الموضوع مؤخرًا بتعمق [2 ، 6 ، 135]. قد يساهم عدم انتظام الآليات المعقدة التي تتحكم في بنية العمود الفقري الشجيري ووظيفته في حدوث هذه المخالفات المشبكية. إن فهم الآليات الخلوية التي يحدث من خلالها تشكل العمود الفقري الشجيري سيوسع ليس فقط معرفتنا بوظيفة الدماغ الطبيعية ، ولكن أيضًا من معرفة وظيفة الدماغ غير الطبيعية. على الرغم من الحاجة إلى فهم أكبر للآليات الخلوية التي تدعم اللدونة القشرية ، فإن تسخير اللدونة الهيكلية قد يوفر وسيلة علاجية مستقبلية قوية لأمراض الأعصاب.

تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.

شكر وتقدير

تم تمويل البحث الموصوف في النص من خلال المنح المقدمة من مجلس البحوث الطبية (MRC) ، المملكة المتحدة ، الجمعية الملكية ، المملكة المتحدة ، مؤسسة الدماغ والسلوك (رسميًا NARSAD) ، صندوق أبحاث الطب النفسي إلى ديباك بي سريفاستافا ، وجمعية القلب الأمريكية (AHA) ) لديباك ب. سريفاستافا وكيفن إم وولفري.

مراجع

  1. D. B. Chklovskii و B.W Mel و K. Svoboda ، "إعادة الأسلاك القشرية وتخزين المعلومات" طبيعة سجية، المجلد. 431 ، لا. 7010 ، ص 782-788 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  2. G.Z. Tau و B. S. Peterson ، "التطور الطبيعي لدوائر الدماغ ،" علم الادوية النفسية والعصبية، المجلد. 35 ، لا. 1، pp. 147–168، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  3. ر. يوستي ، "أشواك شجيرية ودوائر موزعة ،" عصبون، المجلد. 71 ، لا. 5، pp.772–781، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  4. Y. Bernardinelli و I. Nikonenko و D. Muller ، "اللدونة الهيكلية: الآليات والمساهمة في الاضطرابات النفسية التنموية ،" الحدود في علم التشريح العصبي، المجلد. 8 ، المادة 123 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  5. P. Penzes ، A. Buonanno ، M. Passafaro ، C. Sala ، و R. A. Sweet ، "الضعف التطوري لنقاط الاشتباك العصبي والدوائر المرتبطة بالاضطرابات العصبية والنفسية ،" مجلة الكيمياء العصبية، المجلد. 126 ، لا. 2، pp.165–182، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  6. م.فان سبرونسن وسي سي هوجينراد ، "علم أمراض المشبك في الأمراض النفسية والعصبية ،" تقارير علم الأعصاب وعلم الأعصاب الحالية، المجلد. 10 ، لا. 3، pp.207–214، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  7. D.H Bhatt ، S. Zhang ، and W.-B. جان ، "ديناميات العمود الفقري الشجيري ،" المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء، المجلد. 71، pp.261–282، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  8. M. Fu و Y. Zuo ، "مرونة هيكلية تعتمد على التجربة في القشرة" ، الاتجاهات في علوم الأعصاب، المجلد. 34 ، لا. 4، pp. 177–187، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  9. A. Holtmaat and K. Svoboda ، "اللدونة الهيكلية المشبكية المعتمدة على التجربة في دماغ الثدييات ،" مراجعات الطبيعة، المجلد. 10 ، لا. 9، pp.647–658، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  10. K.M. Harris و R.J. Weinberg ، "البنية التحتية لنقاط الاشتباك العصبي في دماغ الثدييات ،" وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في علم الأحياء، المجلد. 4 ، لا. 5 ، 2012. عرض على: الباحث العلمي من Google
  11. J. T & # xf8nnesen ، و G. Katona ، و B. R & # xf3zsa ، و U. V. N & # xe4gerl ، "تنظم مرونة عنق العمود الفقري تقسيم المشابك ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 17 ، لا. 5، pp.678–685، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  12. T. Tada و M. Sheng ، "الآليات الجزيئية لتكوين العمود الفقري التغصني ،" الرأي الحالي في علم الأعصاب، المجلد. 16 ، لا. 1، pp. 95–101، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  13. L. Gu ، S. Kleiber ، L. Schmid et al. ، "التصوير طويل المدى في الجسم الحي للأشواك المتغصنة في الحصين يكشف عن المرونة الهيكلية ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 34 ، لا. 42، pp. 13948–13953، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  14. هـ. كاساي ، إم. فوكودا ، إس.واتانابي ، إيه هاياشي تاكاجي ، وجي نوغوتشي ، "الديناميات الهيكلية للعمود الفقري الشجيري في الذاكرة والإدراك ،" الاتجاهات في علوم الأعصاب، المجلد. 33 ، لا. 3، pp. 121–129، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  15. J. Noguchi ، A. Nagaoka ، S. Watanabe et al. ، "في الجسم الحي ، كشف الغلوتامات ثنائي الفوتون عن العلاقات الهيكلية والوظيفة للأشواك المتغصنة في القشرة المخية الحديثة للفئران البالغة ،" مجلة علم وظائف الأعضاء، المجلد. 589 ، لا. 10، pp. 2447–2457، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  16. ماتسوزاكي ، جي سي آر إليس ديفيز ، تي. علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 4 ، لا. 11 ، ص 1086-1092 ، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  17. A.J.G D. Holtmaat ، J. T. Trachtenberg ، L. Wilbrecht et al. ، "أشواك متغصنة عابرة ومستمرة في القشرة المخية الحديثة في الجسم الحي ،" عصبون، المجلد. 45 ، لا. 2، pp.279–291، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  18. أتاردو ، جي إي فيتزجيرالد ، إم جيه شنيتسر ، "عدم ثبات العمود الفقري المتشقق في الحصين البالغ حيًا من نوع CA1 ،" طبيعة سجية، المجلد. 523 ، لا. 7562 ، ص 592-596 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  19. J. T. Trachtenberg، B. E. Chen، G.W Knott et al.، "التصوير طويل المدى في الجسم الحي لللدونة المشبكية المعتمدة على الخبرة في قشرة الدماغ البالغة" طبيعة سجية، المجلد. 420 ، لا. 6917 ، ص 788-794 ، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  20. D. مجلة علم الأعصاب، المجلد. 30 ، لا. 33، pp.11086–11095، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  21. جي يانج ، إف بان ، و دبليو- بي. جان ، "العمود الفقري الشجيري الذي تم الحفاظ عليه بشكل ثابت يرتبط بذكريات مدى الحياة ،" طبيعة سجية، المجلد. 462 ، لا. 7275 ، ص 920-924 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  22. K. A. Jones ، D. P. Srivastava ، J.A Allen ، R. T. Strachan ، B. L. Roth ، and P. Penzes ، "التعديل السريع لمورفولوجيا العمود الفقري عن طريق مستقبلات السيروتونين 5-HT2A من خلال إشارات kalirin-7 ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 106 ، لا. 46، pp. 19575–19580، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  23. K.M Woolfrey ، D.P.Srivastava ، H. Photowala et al. ، "يحفز Epac2 إعادة تشكيل المشابك والاكتئاب وأشكاله المرتبطة بالأمراض تغير العمود الفقري ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 12 ، لا. 10، pp. 1275–1284، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  24. C. Liston ، J.M Cichon ، F. Jeanneteau ، Z. Jia ، M.V Chao ، and W.-B. جان ، "تعمل التذبذبات القشرية السكرية الجليدية على تعزيز تكوين المشابك العصبية المعتمدة على التعلم وصيانتها" ، علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 16 ، لا. 6 ، ص 698-705 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  25. سريفاستافا ، K.M Woolfrey ، K. A. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة، المجلد. 105 ، لا. 38، pp. 14650–14655، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  26. S. Konur و R. Yuste ، "تصوير حركة النتوءات المتغصنة والمحطات المحورية: الأدوار في أخذ عينات المحاور والمنافسة التشابكية ،" علم الأعصاب الجزيئي والخلوي، المجلد. 27 ، لا. 4، pp.427–440، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  27. H.-B. Kwon and B. L. Sabatini ، "يحفز الغلوتامات نمو العمود الفقري الوظيفي في تطوير القشرة ،" طبيعة سجية، المجلد. 474 ، لا. 7349 ، الصفحات 100-104 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  28. آر دي إميس ، إيه جيه بوكلينجتون ، سي إن جي أندرسون وآخرون ، "التوسع التطوري والتخصص التشريحي لتعقيد بروتين المشبك ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 11 ، لا. 7 ، ص 799-806 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  29. L. A. Colgan و R. Yasuda ، "مرونة العمود الفقري المتشقق: التقسيم الفرعي للإشارة ،" المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء، المجلد. 76، pp.365–385، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  30. J.L Chen و E. Nedivi ، "إعادة تشكيل الهيكل العصبي: هل كل شيء يتعلق بالوصول؟" الرأي الحالي في علم الأعصاب، المجلد. 20 ، لا. 5 ، ص 557-562 ، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  31. C. Sala و M. Segal ، "العمود الفقري الشجيري: موضع اللدونة الهيكلية والوظيفية ،" المراجعات الفسيولوجية، المجلد. 94 ، لا. 1، pp. 141–188، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  32. P. Penzes و M.E Cahill و K. A. Jones و D. P. Srivastava ، "تتحكم إشارات CaMK و RacGEF المتقاربة في البنية التغصنية والوظيفة" الاتجاهات في بيولوجيا الخلية، المجلد. 18 ، لا. 9، pp.405–413، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  33. Y. Yoshihara و M. De Roo و D. Muller ، "تكوين العمود الفقري الشجيري وتثبيته ،" الرأي الحالي في علم الأعصاب، المجلد. 19 ، لا. 2، pp.146–153، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  34. إم فيشر ، إس. كايش ، د. كنوتي ، أ. ماتوس ، "مرونة سريعة على أساس الأكتين في الأشواك المتغصنة ،" عصبون، المجلد. 20 ، لا. 5 ، ص 847-854 ، 1998. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  35. إي إف سبنس وإس إتش سودرلينج ، "الأكتين خارج: تنظيم الهيكل الخلوي المشبكي ،" مجلة الكيمياء البيولوجية، المجلد. 290 ، لا. 48 ، ص 28613-28622 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  36. E.N Star و D.J Kwiatkowski و V.N Murthy ، "الدوران السريع للأكتين في العمود الفقري المتغصن وتنظيمه حسب النشاط ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 5 ، لا. 3، pp.239–246، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  37. إن.أ. فروست ، هـ.شروف ، هـ.كونج ، إ. بيتزيج ، وت.أ.بلانبيد ، "تمييز جزيء واحد للمواقع المنفصلة حول المشبكي والموزعة لتجميع خيوط الأكتين داخل العمود الفقري الشجيري ،" عصبون، المجلد. 67 ، لا. 1 ، ص 86-99 ، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  38. إم. بوش ، وج. كاسترو ، وت. سانيوشي ، وإتش ماتسونو ، وإم. سور ، وإي. هاياشي ، "إعادة التشكيل البنيوي والجزيئي للبنى التحتية للعمود الفقري المتغصن أثناء التقوية على المدى الطويل ،" عصبون، المجلد. 82 ، لا. 2 ، ص 444-459 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  39. J. George ، C. Soares ، A. Montersino ، J.C Beique ، and G. M. Thomas ، "تضمن Palmitoylation of LIM kinase-1 بلمرة الأكتين الخاصة بالعمود الفقري واللدونة المورفولوجية ،" eLife، المجلد. 4 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  40. A.M Wegner ، C. A. Nebhan ، L. Hu et al. ، "N-WASP و Arp2 / 3 المركب هما المنظمان الأساسيان للأكتين في تطوير العمود الفقري المتشقق والمشابك ،" مجلة الكيمياء البيولوجية، المجلد. 283 ، لا. 23، pp. 15912–15920، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  41. Z. Xie و R.L Huganir و P. Penzes ، "يتم تنظيم اللدونة الهيكلية للعمود الفقري المتشقق المعتمدة على النشاط بواسطة GTPase Rap1 الصغير وهدفه AF-6 ،" عصبون، المجلد. 48 ، لا. 4 ، ص 605-618 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  42. Z. Xie ، D. P. Srivastava ، H. Photowala et al. ، "يتحكم Kalirin-7 في المرونة الهيكلية والوظيفية المعتمدة على النشاط في العمود الفقري الشجيري ،" عصبون، المجلد. 56 ، لا. 4، pp.640–656، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  43. J.M Kerr and T.A Blanpied ، "يتم تنظيم توزيع مستقبلات AMPA تحت المشبكي بشكل صارم من خلال إعادة تنظيم يحركها الأكتين لكثافة ما بعد المشبكي ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 32 ، لا. 2 ، ص 658-673 ، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  44. P. Penzes و M.E Cahill ، "تفكيك مسارات تحويل الإشارة التي تنظم الهيكل الخلوي للأكتين في العمود الفقري الشجيري ،" الهيكل الخلوي، المجلد. 69 ، لا. 7، pp.426–441، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  45. Y. Takai و T. Sasaki و T. Matozaki ، "بروتينات صغيرة مرتبطة بـ GTP ،" المراجعات الفسيولوجية، المجلد. 81 ، لا. 1، pp. 153–208، 2001. View at: Google Scholar
  46. J. Cherfils و M. Zeghouf ، "تنظيم GTPases الصغيرة بواسطة GEFs و GAPs و GDIs ،" المراجعات الفسيولوجية، المجلد. 93 ، لا. 1 ، ص 269-309 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  47. T. Saneyoshi و Y. Hayashi ، "مسارات إشارات Ca 2+ و rho gtpase الكامنة وراء إعادة تشكيل الأكتين المعتمد على النشاط في العمود الفقري التغصني ،" الهيكل الخلوي، المجلد. 69 ، لا. 8، pp.545–554، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  48. A. Tashiro و R. Yuste ، "تنظيم حركية العمود الفقري التغصني واستقراره بواسطة Rac1 و Rho kinase: دليل على شكلين من حركية العمود الفقري ،" علم الأعصاب الجزيئي والخلوي، المجلد. 26 ، لا. 3، pp.429–440، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  49. A. Y. Nakayama ، M. B. Harms ، and L. Luo ، "Small GTPases Rac و Rho في صيانة الأشواك المتغصنة والفروع في الخلايا العصبية الهرمية الحصينية ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 20 ، لا. 14 ، ص 5329-5338 ، 2000. عرض على: الباحث العلمي من Google
  50. P. Penzes ، A. Beeser ، J. Chernoff et al. ، "الحث السريع لتشكيل العمود الفقري الشجيري عن طريق تنشيط مستقبلات ephrinB-EphB عبر المشبكي لـ Rho-GEF kalirin ،" عصبون، المجلد. 37 ، لا. 2، pp.263–274، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  51. A. Tashiro ، A. Minden ، و R. Yuste ، "تنظيم مورفولوجيا العمود الفقري التغصني من قبل عائلة Rho من GTPases الصغيرة: الأدوار العدائية لـ Rac و Rho ،" قشرة دماغية، المجلد. 10 ، لا. 10، pp.927–938، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  52. H. Zhang ، D. J. Webb ، H. Asmussen ، S. Niu ، and A. F. Horwitz ، "تنظم وحدة إشارات GIT1 / PIX / Rac / PAK تشكل العمود الفقري وتشكيل المشبك من خلال MLC ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 25 ، لا. 13، pp. 3379–3388، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  53. Y. Meng و Y. Zhang و V. Tregoubov et al. ، "التشكل غير الطبيعي للعمود الفقري و LTP المحسن في فئران LIMK-1 بالضربة القاضية ،" عصبون، المجلد. 35 ، لا. 1، pp. 121–133، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  54. Maekawa ، T. Ishizaki ، S. Boku et al. ، "الإشارات من Rho إلى الهيكل الخلوي للأكتين من خلال بروتين كينازات ROCK و LIM-kinase ،" علم، المجلد. 285 ، لا. 5429 ، ص 895-898 ، 1999. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  55. موراكوشي ، هـ. وانج ، ور. طبيعة سجية، المجلد. 472 ، لا. 7341 ، الصفحات 100-106 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  56. سيري ، أ. فابري ، إي فانيني وآخرون ، "تنشيط Rho GTPases يؤدي إلى إعادة تشكيل الهيكل واللدونة الوظيفية في القشرة البصرية للفئران البالغة ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 31 ، لا. 42 ، ص 15163-15172 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  57. J.G Duman و S. Mulherkar و Y.K Tu و J.X. Cheng و K.F Tolias ، "آليات التنظيم الزماني المكاني لإشارات Rho-GTPase في نقاط الاشتباك العصبي ،" رسائل علم الأعصاب، المجلد. 601 ، الصفحات من 4 إلى 10 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  58. N. Nadif Kasri و L. Van Aelst ، "الجينات المرتبطة بالـ Rho والاضطرابات العصبية ،" Pfl & # xfcgers Archiv & # x2014 المجلة الأوروبية لعلم وظائف الأعضاء، المجلد. 455 ، لا. 5 ، ص 787-797 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  59. إي. Govek، S. E. Newey، C.J Akerman، J.R Cross، L. Van der Veken، and L. Van Aelst ، "إن بروتين التخلف العقلي المرتبط بـ X هو oligophrenin-1 مطلوب لتكوين العمود الفقري الشجيري ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 7 ، لا. 4، pp.364–372، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  60. S. Bassani ، و J. Zapata ، و L. الأعصاب، المجلد. 19 ، لا. 5 ، ص 541-552 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  61. X. Ye و T.J. Carew ، "إشارات بروتين G الصغيرة في اللدونة العصبية وتكوين الذاكرة: الدور المحدد لبروتينات عائلة ras ،" عصبون، المجلد. 68 ، لا. 3، pp.340–361، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  62. ر. هيومان ، سي جيمانز ، د. بارتش وآخرون ، "يعزز التنشيط المعدّل وراثيًا للرأس في الخلايا العصبية التضخّم ويحمي من التنكس الناجم عن الآفات ،" مجلة بيولوجيا الخلية، المجلد. 151 ، لا. 7 ، ص 1537-1548 ، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  63. T. Arendt ، U.G & # xe4rtner ، G. Seeger et al. ، "التنشيط العصبي لـ Ras ينظم الاتصال التشابكي ،" المجلة الأوروبية لعلم الأعصاب، المجلد. 19 ، لا. 11، pp. 2953–2966، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  64. G. Seeger و U. G & # xe4rtner و T. Arendt ، "يؤدي التنشيط المحور وراثيًا لـ Ras في الخلايا العصبية إلى زيادة تكوين المشابك في القشرة المخية الحديثة للفأر ،" مجلة النقل العصبي، المجلد. 112 ، لا. 6 ، الصفحات 751-761 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  65. سي دي هارفي ، ر. ياسودا ، إتش زونج ، وك. سفوبودا ، "انتشار نشاط راس الناجم عن تنشيط عمود فقري شجيري واحد ،" علم، المجلد. 321 ، لا. 5885 ، الصفحات 136-140 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  66. موراكوشي ور. الاتجاهات في علوم الأعصاب، المجلد. 35 ، لا. 2، pp.135–143، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  67. جيه إل بوس ، "Linking Rap to cell adhesion،" الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية، المجلد. 17 ، لا. 2، pp.123–128، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  68. A. H. Babayan و E. A. Kram & # xe1r ، "التأثيرات السريعة للإستروجين على اللدونة المشبكية: التفاعلات مع الأكتين وبروتينات الإشارة الخاصة به ،" مجلة علم الغدد الصماء العصبية، المجلد. 25 ، لا. 11 ، ص 1163-1172 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  69. I. S. Nethrapalli، M. Singh، X. Guan et al.، "Estradiol (E2) يؤدي إلى فسفرة src في القشرة المخية الحديثة للفأر: الحدث الأولي في تنشيط E2 لسلسلة MAPK؟" طب الغدد الصماء، المجلد. 142 ، لا. 12 ، ص 5145-5148 ، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  70. D. P. Srivastava و E.M Waters و P.G Mermelstein و E. A. Kram & # xe1r و T. مجلة علم الأعصاب، المجلد. 31 ، لا. 45، pp.16056–16063، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  71. Z. Fu ، S.H Lee ، A. Simonetta ، J. Hansen ، M. Sheng ، and D. T. مجلة الكيمياء العصبية، المجلد. 100 ، لا. 1، pp. 118–131، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  72. J. Ryu و K. Futai و M. Feliu و R. Weinberg و M.Sheng ، "تعرض الفئران المعدلة وراثيًا النشطة بشكل أساسي من Rap2 عددًا أقل من العمود الفقري المتشقق ، وتقليل إشارات كيناز خارج الخلية التي تنظمها الإشارات ، والاكتئاب طويل الأمد المعزز ، وضعف التعلم المكاني وانقراض الخوف ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 28 ، لا. 33 ، ص 8178-8188 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  73. م. Kang و Y. Guo و R. L. Huganir ، "ينظم مستقبل AMPA ومجمع GEF-H1 / Lfc تطور العمود الفقري الشجيري من خلال سلسلة إشارات RhoA ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 106 ، لا. 9، pp. 3549–3554، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  74. W.-Y. Fu ، Y. Chen ، M. Sahin et al. ، "Cdk5 ينظم تراجع العمود الفقري التغصني بوساطة EphA4 من خلال آلية تعتمد على ephexin1 ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 10 ، لا. 1، pp. 67–76، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  75. E. Bacchelli ، F. Blasi ، M. Biondolillo et al. ، "فحص تسعة جينات مرشحة للتوحد على الكروموسوم 2q يكشف عن متغيرات غير معروفة نادرة في جين cAMP-GEFII ،" الطب النفسي الجزيئي، المجلد. 8 ، لا. 11 ، ص 916-924 ، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  76. سريفاستافا ، K.A Jones ، K.M Woolfrey et al. ، "الاضطرابات الهيكلية الاجتماعية والتواصلية والقشرية في الفئران التي تعاني من نقص Epac2 ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 32 ، لا. 34، pp. 11864–11878، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  77. سريفاستافا ، K.M Woolfrey ، K. A. بلوس علم الأحياء، المجلد. 10 ، لا. 6 ، معرف المقالة e1001350 ، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  78. K. J. Lee ، Y. Lee ، A. Rozeboom et al. ، "متطلبات Plk2 في إشارات الراس والراب المنسقة ، واللدونة الهيكلية المتجانسة ، والذاكرة ،" عصبون، المجلد. 69 ، لا. 5، pp.957–973، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  79. إم إي كاهيل ، زي ، زي ، إم داي وآخرون ، "ينظم Kalirin التشكل القشري للعمود الفقري والأنماط الظاهرية السلوكية المرتبطة بالأمراض ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 106 ، لا. 31 ، ص 13058-13063 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  80. K.F Tolias ، J.B Bikoff ، C.G Kane ، C. S. Tolias ، L. Hu ، and M.E Greenberg ، "يتوسط عامل تبادل نيوكليوتيدات Rac1 الغوانين Tiam1 تطور العمود الفقري المتشقق المعتمد على مستقبلات EphB ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 104 ، لا. 17 ، ص 7265-7270 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  81. K. F. Tolias ، J.B Bikoff ، A. Burette et al. ، "The Rac1-GEF Tiam1 يقرن مستقبل NMDA بالتطور المعتمد على النشاط للأشجار والأشواك المتشعبة ،" عصبون، المجلد. 45 ، لا. 4 ، ص 525-538 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  82. كاسري ، أ. ناكانو كوباياشي ، آر مالينو ، بي لي ، إل فان إيلست ، "يتحكم بروتين التخلف العقلي المرتبط بـ Rho oligophrenin-1 في نضج المشابك واللدونة عن طريق تثبيت مستقبلات AMPA ،" الجينات والتنمية، المجلد. 23 ، لا. 11 ، ص 1289-1302 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  83. H. J. Carlisle و P. Manzerra و E. Marcora و M.B Kennedy ، "ينظم SynGAP حالة الاستقرار والفسفرة المعتمدة على النشاط لـ cofilin ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 28 ، لا. 50، pp. 13673–13683، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  84. إف حمدان ، هـ.داوود ، أ. بيتون وآخرون ، "طفرات دي نوفو SYNGAP1 في الإعاقة الذهنية غير المتلازمية والتوحد ،" الطب النفسي البيولوجي، المجلد. 69 ، لا. 9 ، ص 898-901 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  85. J. P. Clement ، M. Aceti ، T. K. Creson et al. ، "الطفرات المسببة للأمراض SYNGAP1 تضعف التطور المعرفي عن طريق تعطيل نضوج المشابك الشجرية للعمود الفقري ،" زنزانة، المجلد. 151 ، لا. 4 ، الصفحات 709-723 ، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  86. Y. Araki و M. Zeng و M. Zhang و R.L Huganir ، "يؤدي التشتت السريع لـ SynGAP من العمود الفقري المشبكي إلى إدخال مستقبلات AMPA وتضخم العمود الفقري أثناء LTP ،" عصبون، المجلد. 85 ، لا. 1، pp. 173–190، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  87. A. Sobczyk و K. Svoboda ، "اللدونة المعتمدة على النشاط لمستقبلات NMDA الجزئية Ca 2+ الحالية ،" عصبون، المجلد. 53 ، لا. 1، pp. 17-24، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  88. بلودجود ، أ.ج.جيسيل ، وب. بلوس علم الأحياء، المجلد. 7 ، لا. 9 ، معرف المقالة e1000190 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  89. S. S. Hook and A. R. Means، "Ca 2+ / CaM-Based kinases: from Activation to Function،" المراجعة السنوية لعلم الأدوية والسموم، المجلد. 41 ، لا. 1 ، ص 471-505 ، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  90. تي آر سودرلينج ، "CaM-kinases: مُعدِّلات اللدونة المشبكية ،" الرأي الحالي في علم الأعصاب، المجلد. 10 ، لا. 3، pp.375–380، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  91. P. Penzes ، K.M Woolfrey ، and D. P. Srivastava ، "إعادة تشكيل العمود الفقري التغصني بوساطة Epac2: الآثار المترتبة على المرض ،" علم الأعصاب الجزيئي والخلوي، المجلد. 46 ، لا. 2 ، ص 368-380 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  92. O. Solis، D. I. Lim & # xf3n، J. Flores-Hern & # xe1ndez، and G. Flores، "التعديلات في التشكل التغصني للخلايا العصبية قبل الجبهية القشرية والمخطط في نموذج 6-OHDA-الفئران لمرض باركنسون ،" تشابك عصبى، المجلد. 61 ، لا. 6، pp.450–458، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  93. إم عقيل ، جي إن بيري ، آر إي وايتهيد وآخرون ، "التعديلات الخاصة باللامينا في تعصيب الدوبامين في قشرة الفص الجبهي في الأشخاص المصابين بالفصام ،" المجلة الأمريكية للطب النفسي، المجلد. 156 ، لا. 10، pp. 1580–1589، 1999. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  94. A. F. T. Arnsten ، "أهداف Adrenergic لعلاج العجز المعرفي في مرض انفصام الشخصية ،" علم الادوية النفسية، المجلد. 174 ، لا. 1، pp.25–31، 2004. View at: Google Scholar
  95. جيه إي بلاك ، آي إم كوديش ، إيه دبليو جروسمان وآخرون ، "علم أمراض الخلايا العصبية الهرمية من الطبقة الخامسة في قشرة الفص الجبهي لمرضى الفصام ،" المجلة الأمريكية للطب النفسي، المجلد. 161 ، لا. 4 ، الصفحات من 742 إلى 744 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  96. L.A.Glantz and D.A Lewis ، "انخفاض كثافة العمود الفقري التغصني على الخلايا العصبية الهرمية قبل الجبهية في الفصام ،" محفوظات الطب النفسي العام، المجلد. 57 ، لا. 1 ، ص 65-73 ، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  97. J.J Hill، T.Hashimoto، and D.A Lewis، "الآليات الجزيئية التي تساهم في تغيرات العمود الفقري الشجيري في قشرة الفص الجبهي للأشخاص المصابين بالفصام ،" الطب النفسي الجزيئي، المجلد. 11 ، لا. 6 ، ص 557-566 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  98. عالية الدقة. وانج وأ. واي دوتش ، "يؤدي استنفاد الدوبامين لقشرة الفص الجبهي إلى فقدان العمود الفقري المتغصن: الانعكاس عن طريق العلاج بالعقاقير غير النمطية المضادة للذهان ،" علم الادوية النفسية والعصبية، المجلد. 33 ، لا. 6، pp.176–1286، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  99. D. P. Srivastava ، و K.M Woolfrey ، و P. Penzes ، "نظرة ثاقبة على التعديل السريع للمرونة العصبية بواسطة هرمون الاستروجين في الدماغ ،" المراجعات الدوائية، المجلد. 65 ، لا. 4، pp. 1318–1350، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  100. A. M. Sanchez، M.I. Flamini، X.-D. Fu et al. ، "إرسال الإشارات السريعة للإستروجين إلى WAVE1 والتحكم moesin في تكوين العمود الفقري العصبي عبر الهيكل الخلوي للأكتين ،" علم الغدد الصماء الجزيئي، المجلد. 23 ، لا. 8 ، ص 1193-1202 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  101. X.-M. ما ، ج. هوانغ ، E.-J. Kim et al. ، "Kalirin-7 ، وهو مكون مهم من نقاط الاشتباك العصبي الاستثارة ، ينظمه استراديول في الخلايا العصبية الحُصينية ،" قرن آمون، المجلد. 21 ، لا. 6 ، ص 661-677 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  102. D. P. Srivastava ، K.M Woolfrey ، F. Liu ، N.J. Brandon ، and P. Penzes ، "مستقبل الإستروجين & # x3b2 يعدل النشاط الإشارات والبنية المتشابكة "، مجلة علم الأعصاب، المجلد. 30 ، لا. 40، pp. 13454–13460، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  103. جالفين وإي نينان ، "تنظيم المشابك القشرية أمام الجبهية الوسطى للفأر بواسطة استراديول داخلي ،" علم الادوية النفسية والعصبية، المجلد. 39 ، لا. 9، pp.2086–2094، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  104. K. J. Sellers، F. Erli، P. Raval، I. A. Watson، D. Chen، and D. P. Srivastava، "Rapid modulation of synaptogenesis and spinogenesis by 17& # x3b2-استراديول في الخلايا العصبية القشرية الأولية ، " الحدود في علم الأعصاب الخلوي، المجلد. 9 ، المادة 137 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  105. إ. مانسر ، ت. ليونغ ، حسن الدين ، Z.-S. Zhao ، و L. Lim ، "A brain serine / threonine protein kinase المنشط بواسطة Cdc42 و Rac1 ،" طبيعة سجية، المجلد. 367 ، لا. 6458 ، الصفحات 40-46 ، 1994. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  106. Z.-S. Zhao و E. Manser ، "PAK وغيرها من الكينازات المرتبطة بـ Rho ومؤثرات # x2014 بآليات تنظيم متنوعة بشكل مدهش ،" مجلة الكيمياء الحيوية، المجلد. 386 ، لا. 2، pp. 201–214، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  107. M.L Hayashi، S.-Y. Choi ، B. S. Shankaranarayana Rao et al. ، "تغير التشكل القشري المتشابك وضعف تقوية الذاكرة في الفئران المعدلة وراثيًا السائدة والسلبية من نوع PAK ،" عصبون، المجلد. 42 ، لا. 5 ، ص 773-787 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  108. S. Asrar و Y. Meng و Z. Zhou و Z. Todorovski و W. W. Huang و Z. Jia ، "تنظيم تقوية الحصين على المدى الطويل بواسطة بروتين كيناز 1 المنشط p21 (PAK1) ،" علم الادوية العصبية، المجلد. 56 ، لا. 1، pp.73–80، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  109. Z. Zhou و Y. Meng و S. Asrar و Z. Todorovski و Z. Jia ، "دور حاسم لـ Rho-kinase ROCK2 في تنظيم وظيفة العمود الفقري والمشابك ،" علم الادوية العصبية، المجلد. 56 ، لا. 1، pp.81–89، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  110. W. Huang و Z. Zhou و S. Asrar و M. Henkelman و W. Xie و Z. Jia ، "تتحكم كينازات p21-Activated 1 و 3 في حجم الدماغ من خلال تنسيق التعقيد العصبي والخصائص التشابكية ،" البيولوجيا الجزيئية والخلوية، المجلد. 31 ، لا. 3 ، ص 388-403 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  111. دي سي إدواردز ، إل سي ساندرز ، جي إم بوكوتش ، وج. بيولوجيا خلية الطبيعة، المجلد. 1 ، لا. 5، pp.253–259، 1999. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  112. Y. Fukata و M. Fukata ، "بروتين نخيل البروتين في تطور الخلايا العصبية واللدونة المشبكية ،" مراجعات الطبيعة، المجلد. 11 ، لا. 3، pp. 161–175، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  113. Y. Uechi ، M. Bayarjargal ، M. Umikawa et al. ، "تتطلب وظيفة Rap2 تحويل النخلة وإعادة تدوير توطين الجسيم الداخلي ،" الكيمياء الحيوية والبيوفيزيائية تبحث في الاتصالات، المجلد. 378 ، لا. 4، pp.732–737، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  114. J.G.T Wurtzel، P. Kumar، and L.E Goldfinger، "ينظم البالميتويل التهريب الحويصلي لـ R-Ras إلى الكشكشة الغشائية والتأثيرات على الازدحام وانتشار الخلايا." GTPases الصغيرة، المجلد. 3 ، لا. 3، pp.139–153، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  115. A. Nishimura و M. E. البيولوجيا الجزيئية والخلوية، المجلد. 33 ، لا. 7، pp.1417–1429، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  116. C. Egile ، T. P. Loisel ، V. Laurent et al. ، "تفعيل المستجيب CDC42 N-WASP بواسطة شيغيلا فلكسنري يعزز بروتين IcsA تنوي الأكتين بواسطة حركية Arp2 / 3 المعقدة والبكتيرية القائمة على الأكتين ، " مجلة بيولوجيا الخلية، المجلد. 146 ، لا. 6، pp. 1319–1332، 1999. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  117. A. S. Kim ، L. T. Kakalis ، N. Abdul-Manan ، G. A. Liu ، and M. K. Rosen ، "آليات التثبيط التلقائي والتفعيل لبروتين متلازمة Wiskott-Aldrich ،" طبيعة سجية، المجلد. 404 ، لا. 6774 ، الصفحات من 151 إلى 158 ، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  118. S.Hoderling ، E. S. Guire ، S. Kaech et al. ، "ينظم مجمع إشارات WAVE-1 و WRP كثافة العمود الفقري ، واللدونة التشابكية ، والذاكرة ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 27 ، لا. 2، pp.355–365، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  119. Y. Kim ، J. Y. Sung ، I. Ceglia et al. ، "Phosphorylation of WAVE1 ينظم بلمرة الأكتين ومورفولوجيا العمود الفقري التغصني ،" طبيعة سجية، المجلد. 442 ، لا. 7104، pp.814–817، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  120. S.Hoderling ، L.K Langeberg ، J.A Soderling et al. ، "يؤدي فقدان WAVE-1 إلى التخلف الحسي الحركي وتقليل التعلم والذاكرة في الفئران ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 100 ، لا. 4 ، ص 1723-1728 ، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  121. E.D.Goley و M.D.Welch ، "مجمع ARP2 / 3: نواة الأكتين تتقدم في العمر ،" مراجعات الطبيعة بيولوجيا الخلية الجزيئية، المجلد. 7 ، لا. 10 ، ص 713-726 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  122. T. Takenawa و S. Suetsugu ، "شبكة بروتين WASP-WAVE: توصيل الغشاء بالهيكل الخلوي ،" مراجعات الطبيعة بيولوجيا الخلية الجزيئية، المجلد. 8 ، لا. 1 ، ص 37-48 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  123. P. Hotulainen ، O. Llano ، S. Smirnov et al. ، "تحديد آليات بلمرة الأكتين وإزالة البلمرة أثناء تشكل العمود الفقري الشجيري ،" مجلة بيولوجيا الخلية، المجلد. 185 ، لا. 2، pp.323–339، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  124. ناكامورا ، سي إل وود ، إيه بي باتون وآخرون ، "تثبيط PICK1 لمركب Arp2 / 3 يتحكم في حجم العمود الفقري الشجيري واللدونة المشبكية ،" مجلة EMBO، المجلد. 30 ، لا. 4، pp.719–730، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  125. روكا وجي جي هانلي ، "يربط PICK1 تحفيز مستقبلات AMPA بـ Cdc42 ،" رسائل علم الأعصاب، المجلد. 585 ، الصفحات 155-159 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  126. سي تشان ، سي سي بيلتزنر ، وتي دي بولارد ، "Cofilin يفصل مجمع Arp2 / 3 والفروع عن خيوط الأكتين ،" علم الأحياء الحالي، المجلد. 19 ، لا. 7 ، ص 537-545 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  127. شي ، سي جي بونتريللو ، كيه إيه ديفي ، إل إف ريتشاردت ، وإي إم إثيل ، "يعمل كيناز التصاق البؤري في اتجاه مجرى مستقبلات EphB للحفاظ على الأشواك التغصنية الناضجة من خلال تنظيم نشاط cofilin ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 29 ، لا. 25، pp.8129–8142، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  128. J. Gu و C.W Lee و Y. Fan et al. ، "تنظم ديناميكيات الأكتين بوساطة ADF / cofilin تهريب مستقبلات AMPA أثناء اللدونة المشبكية ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 13 ، لا. 10، pp.1208–1215، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  129. ب.بوتنر ، إ. Govek و J. Cross و L. Van Aelst ، "إن البروتين متعدد المجالات الوصلي AF-6 هو شريك ملزم لـ Rap1A GTpase ويرتبط بملف تعريف منظم الهيكل الخلوي الأكتين ،" وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية، المجلد. 97 ، لا. 16، pp. 9064–9069، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  130. K. Mandai ، H. Nakanishi ، A. Satoh et al. ، "Afadin: بروتين رابط جديد لخيوط الأكتين مع مجال PDZ واحد موضعي عند تقاطع ملتصقات من خلية إلى خلية على أساس كاديرين ،" مجلة بيولوجيا الخلية، المجلد. 139 ، لا. 2 ، ص 517-528 ، 1997. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  131. J.-E. Van Leeuwen ، I. Rafalovich ، K. Sellers et al. ، "النقل المكوكي النووي والمتشابك المنسق لـ afadin يعزز مرونة العمود الفقري وتعديلات هيستون ،" مجلة الكيمياء البيولوجية، المجلد. 289 ، لا. 15 ، ص 10831-10842 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  132. Z. Xie ، H. Photowala ، M. E. Cahill et al. ، "تنسيق الالتصاق المشبكي مع إعادة تشكيل العمود الفقري التغصني بواسطة AF-6 و kalirin-7 ،" مجلة علم الأعصاب، المجلد. 28 ، لا. 24، pp. 6079–6091، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  133. دي بي سريفاستافا ، ب.أ.كوبيتس ، زي زاي وآخرون ، "عفدين مطلوب للحفاظ على البنية التغصنية ونغمة الإثارة ،" مجلة الكيمياء البيولوجية، المجلد. 287 ، لا. 43، pp. 35964–35974، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  134. دبليو تي آرثر ، إل إيه كويليام ، وجيه إيه كوبر ، "يعزز Rap1 انتشار الخلايا عن طريق تحديد عوامل تبادل نيوكليوتيدات Rac guanine ،" مجلة بيولوجيا الخلية، المجلد. 167 ، لا. 1 ، ص 111 - 122 ، 2004.عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  135. بينزيس ، إم إي كاهيل ، ك.أ.جونز ، J.-E. VanLeeuwen و K.M Woolfrey ، "علم أمراض العمود الفقري الشجيري في الاضطرابات العصبية والنفسية ،" علم الأعصاب الطبيعي، المجلد. 14 ، لا. 3، pp.285–293، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  136. جي سي فيالا ، وجي سبيسك ، وك.م.هاريس ، "أمراض العمود الفقري الشجيري: سبب أو نتيجة الاضطرابات العصبية؟" مراجعات أبحاث الدماغ، المجلد. 39 ، لا. 1، pp. 29–54، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  137. M. Dierssen و G.J.A Ramakers ، "علم الأمراض التغصني في التخلف العقلي: من علم الوراثة الجزيئي إلى البيولوجيا العصبية ،" الجينات والدماغ والسلوك، المجلد. 5 ، الملحق 2 ، الصفحات 48-60 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  138. S. A. Irwin و R. Galvez و W. T. Greenough ، "التشوهات الهيكلية للعمود الفقري الشجيري في متلازمة التخلف العقلي الهش X" ، قشرة دماغية، المجلد. 10 ، لا. 10 ، ص 1038-1044 ، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  139. S. Takashima و A. Ieshima و H. Nakamura و L.E Becker ، "التشعبات والخرف ومتلازمة داون" الدماغ والتنمية، المجلد. 11 ، لا. 2، pp. 131–133، 1989. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  140. جيه بيكيت وإي لندن ، "علم الأمراض العصبي للتوحد: مراجعة" مجلة علم الأمراض العصبية وعلم الأعصاب التجريبي، المجلد. 64 ، لا. 11 ، ص 925-935 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  141. هـ. ي. الزغبي ، "اضطرابات النمو العصبي بعد الولادة: لقاء في المشبك؟" علم، المجلد. 302 ، لا. 5646 ، ص 826-830 ، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  142. J.J.Hutsler و H. Zhang ، "زيادة كثافة العمود الفقري التغصني على الخلايا العصبية الإسقاطية القشرية في اضطرابات طيف التوحد ،" بحوث الدماغ، المجلد. 1309 ، ص 83-94 ، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  143. لويس و آر أيه سويت ، "الفصام من منظور الدوائر العصبية: التقدم نحو العلاجات الدوائية العقلانية ،" مجلة التحقيقات السريرية، المجلد. 119 ، لا. 4 ، الصفحات 706-716 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  144. J.M Gorman و J.P. Docherty ، "دور مفترض لإعادة النمذجة التغصنية في مسببات اضطرابات المزاج والقلق ،" مجلة الطب النفسي العصبي وعلوم الأعصاب السريرية، المجلد. 22 ، لا. 3، pp.256–264، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  145. S. T. DeKosky و S.W.Sheff ، "فقدان المشابك في خزعات القشرة الأمامية في مرض الزهايمر: الارتباط مع الشدة المعرفية ،" حوليات علم الأعصاب، المجلد. 27 ، لا. 5، pp.457–464، 1990. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  146. D. J. Selkoe ، "مرض الزهايمر هو فشل متشابك ،" علم، المجلد. 298 ، لا. 5594 ، ص 789-791 ، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل

حقوق النشر

حقوق النشر & # xa9 2016 كيفن إم وولفري وديباك ب. سريفاستافا. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.


2. النموذج

تم تطوير نموذج مجزأ يعتمد على خلية هرمية CA1 من الفئران البالغة أعيد بناؤها كامتداد لنموذج Migliore (Migliore ، Ferrante ، & amp Ascoli ، 2005: رقم الخلية 5038804 انظر الشكل 1 أ). ترد تفاصيل النموذج الكاملة في الملحق. ينقسم التشكل إلى 337 مقصورة كهربائية (بدون احتساب العمود الفقري). تتكون القنوات الأيونية الموزعة مكانياً من العائلات التالية: الصوديوم السريع (Na) ، ومعدل البوتاسيوم المتأخر (K) ، والنوع K ، والتيار h ، والكالسيوم HVA (من النوع R المفترض) (Ca) ، والكالسيوم المنشط ، و mAHP K. Na و K.الدكتور يتم توزيعها في جميع أنحاء الخلية ، ولكن Na لها كثافة أعلى في المحور العصبي وكثافة أقل في التشعبات ، كما أن لها تعافيًا أبطأ من التعطيل في التشعبات. كأ و h تزداد كثافتهما مع المسافة من سوما ، بكثافة تشبع تتجاوز 350 م. يتم توزيع قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي (VGCCs: HVA R-type Ca) في جميع أنحاء التشعبات والأشواك بكثافة ثابتة. وترد تفاصيل نموذج القناة الأيونية في الملحق.

هذه مجموعة مقيدة من جميع القنوات الأيونية المحددة في غشاء CA1 PC ، لكنها كافية لالتقاط السمات الرئيسية للاستثارة الكهربائية للخلية. هناك سمتان مميزتان هما سهولة انتشار الإشارات عبر التشعبات (الانضغاط الكهربائي) والقدرة على توليد إشارات غير خطية ذات بوابات عتبة ، وهي طفرات الصوديوم والكالسيوم في التشعبات. يمكن أن تكون كلتا الميزتين تحت سيطرة التثبيط والتعديل العصبي في خلية عصبية واحدة بحيث يمكن الحصول على استثارة خلية مختلفة في ظروف سلوكية مختلفة. يتم النظر في تكوينات الخلايا المختلفة ، من حيث استثارة الغشاء. يتم الحصول عليها عن طريق تغيير خصائص الغشاء المنفعل أو كثافة القناة النشطة. تم تفصيل التكوينات المحددة في القسم 3. يشتمل التكوين الأساسي (الذي يمكن من خلاله تغيير المعلمات الفردية) على الخصائص السلبية: Rم= 28 ك ⁠. سم 2 ، صأ= 150. سم ، جم= 1 F / سم 2. يتم سرد الخصائص النشطة الأساسية في الملحق.

وحدات التحكم القوية بشكل خاص لانتشار الجهد في التشعبات هي قنوات K من النوع A وقنوات المعدل الشاذة h. كلا النوعين من القنوات يزيدان في الكثافة بعيدًا عن سوما وقد يخففان بشدة من الاستثارة الكهربائية للغشاء (انظر الشكل 1 ب) ، مما يحد من انتشار إمكانات عمل التكاثر العكسي (bAPs) وتوليد وانتشار طفرات شجيرية. خفض K.أ تعطي الكثافة خلية مضغوطة كهربائيًا أكثر بكثير حيث تنتشر bAPs مع القليل من التوهين (انظر الشكل 1 ج). من المعروف أيضًا أن للتيار h دورًا متحكمًا في توليد ارتفاع الكالسيوم في التشعبات البعيدة (Tsay، Dudman، & amp Siegelbaum، 2007).

يتم نمذجة تركيز الكالسيوم في جميع المقصورات. يتم إدخال الكالسيوم عبر VGCCs وفي رؤوس العمود الفقري عبر قنوات NMDA. يتم نمذجة تسوس الكالسيوم كمخزن مؤقت لحظي ، مما يحد من ذروة الكالسيوم الحرة التي تم الحصول عليها ، والانحلال الأسي إلى خط الأساس بسبب تباطؤ التخزين المؤقت والبثق عبر الغشاء بواسطة مضخات الكالسيوم. يعتمد حجم ومسار عابر الكالسيوم في العمود الفقري النموذجي على بيانات Sabatini و Oertner و Svoboda (2002). وفقًا لهذه البيانات ، فإن قذف الكالسيوم سريع جدًا ، بحيث يتبع عابرون الكالسيوم التيارات الدافعة تقريبًا عبر قنوات NMDA و VGCCs.

يتم عمل المشابك المثيرة على أشواك من جزئين (الرقبة + الرأس) والتي تضاف إلى الفروع المتغصنة في مواقع عشوائية. لتقليل أوقات الحساب ، تتم إضافة الحد الأقصى لعدد العمود الفقري المنشط للمحاكاة في طبقة ، والتي يتم أخذها لتكون 500 في كل من الطبقة المشعة (SR) وطبقة أورين (SO) وطبقة lacunosum -oleculare (SLM) . يوضح الشكل 1 أ مثالاً عن التوزيع العشوائي للأشواك (والمشابك المرتبطة بها) في كل طبقة.

يتم التوسط في الإثارة من خلال تيارات AMPA و NMDA في رأس العمود الفقري. تم تصميم موصلية AMPA على شكل موجة أسية مزدوجة ، بزمن صعود يبلغ 0.5 مللي ثانية ووقت هبوط يبلغ 3 مللي ثانية. تم تعيين مواصلية AMPA القصوى لإعطاء EPSPs لرأس العمود الفقري المعزول بترتيب 10 mV (Palmer & amp Stuart ، 2009). تم تصميم موصلية NMDA أيضًا على شكل موجة أسية مزدوجة ، مع زمن صعود يبلغ 3 مللي ثانية ووقت هبوط يبلغ 100 مللي ثانية. ذروة التوصيل NMDA حساسة للجهد بسبب كتلة المغنيسيوم. تحمل أيونات الكالسيوم نسبة (10٪) من تيار NMDA (Bloodgood & amp Sabatini ، 2007). إمكانية الانعكاس لكل من التيارات AMPA و NMDA هي 0 مللي فولت. تم تعيين نسبة توصيل الذروة NMDA إلى AMPA أكبر قليلاً في SLM لتعكس المساهمة الأكبر المعروفة لتيارات NMDA هناك (Otmakhova & amp Lisman ، 1998).

تمت محاكاة النموذج باستخدام بيئة برامج NEURON (Carnevale & amp Hines ، 2006) ويتوفر الكود المصدري على ModelDB (senselab.med.yale.edu/senselab/modeldb ، رقم الانضمام 154732).


مناقشة

توفر التجارب المقدمة هنا الملاحظات الأولى لتنشيط قناة SK في العمود الفقري والتشعبات للخلايا العصبية الهرمية القشرية أثناء bAPs. نجد أنه خلال قنوات bAP SK تنظم تدفق الكالسيوم إلى العمود الفقري والتشعبات بطريقة تعتمد على المسافة ، مع تأثير أكبر في المواقع التغصنية البعيدة. علاوة على ذلك ، نظهر أن VDCCs من النوع R تظهر تحكمًا صارمًا ومحددًا في تنشيط قناة SK في العمود الفقري أثناء bAPs. في المقابل ، فإن اقتران قنوات SK في سوما بـ VDCCs أقل تحديدًا ، حيث تلعب جميع VDCCs المعروفة ، باستثناء القنوات من النوع R ، دورًا في تنشيط SK أثناء mAHP.

تنشيط قناة SK في التشعبات والعمود الفقري أثناء إمكانات العمل

يُفترض أن الزيادة الملحوظة في تدفق الكالسيوم الناجم عن bAP أثناء كتلة قناة SK ترجع إلى التنشيط المعزز لـ VDCCs في العمود الفقري والتشعبات بعد زيادة السعة أو توسيع bAPs. تمشيا مع هذه الفكرة ، لوحظ مؤخرًا أن قنوات SK يمكنها التحكم في سعة bAP في الخلايا العصبية المخيخية (Ohtsuki et al. ، 2012). تعد الملاحظة التي تشير إلى أن قنوات SK التغصنية يمكن أن تؤثر على bAPs مفاجئة نظرًا لأن apamin لم يكن له أي تأثير على شكل موجة AP الجسدية ، ولكن قد يكون بسبب الاقتران الأكثر إحكامًا لقنوات SK في العمود الفقري والتشعبات بمصدر الكالسيوم ، مما يؤدي إلى تسريع تنشيطها مقارنة بقنوات SK في سوما. تشير الدراسات السابقة إلى أن قنوات SK يمكن أن تنشط خلال جزء من الثانية خلال التغيرات السريعة في الكالسيوم داخل الخلايا في درجة حرارة الغرفة (Xia et al. ، 1998) ، ومن المتوقع أن يتم تنشيطها بشكل أسرع في درجات الحرارة الفسيولوجية. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتوقع المرء أن يكون لقنوات SK تأثير أكبر على bAPs نظرًا لزيادة مدتها مقارنةً بنقاط الوصول الجسدية (Stuart et al. ، 1997). تمشيا مع هذه الفكرة ، كان تأثير قنوات SK على عابر الكالسيوم المستحثة من BAP أكبر في المواقع التغصنية القاعدية البعيدة حيث تكون مدة bAP أطول (Kampa and Stuart ، 2006 ولكن انظر Antic ، 2003). يمكن أيضًا أن يكون تأثير Apamin المعتمد على المسافة على عابر الكالسيوم المستحث بـ BAP بسبب الاختلافات في التعبير عن قنوات الكالسيوم من النوع SK أو R. أخيرًا ، لاحظنا أن حظر قنوات SK تسبب في زيادة أكبر في تدفق الكالسيوم الذي يسببه BAP في العمود الفقري مقارنة بالتشعبات. في حين أن هذا التأثير قد يكون أيضًا بسبب الاختلافات في التعبير عن قنوات الكالسيوم من النوع SK أو R ، فمن المحتمل أيضًا أن تساهم نسبة السطح إلى الحجم الأكبر في العمود الفقري مقارنة بالتشعبات (Sabatini et al. ، 2002).

ما الوظيفة المحتملة التي يمكن أن تخدمها قنوات SK في العمود الفقري والتشعبات عند تنشيطها بواسطة bAPs؟ من المتوقع أن تؤثر قدرة قنوات SK في العمود الفقري والتشعبات لتقييد سعة و / أو عرض bAPs على تنشيط مستقبلات NMDA أثناء اقتران EPSP-AP. سيكون هذا التأثير أكبر في المواقع التغصنية البعيدة ، حيث يكون تنشيط مستقبل NMDA أثناء الأحداث المشبكية أكثر وضوحًا (Branco and Häusser ، 2011). بالنظر إلى أن التغييرات في القوة التشابكية أثناء اللدونة المعتمدة على توقيت الارتفاع (STDP) تعتمد على تنشيط مستقبلات NMDA (Markram et al. ، 1997) ، فإن تأثير قنوات SK على دورة وقت bAP قد يلعب دورًا في ضبط نافذة زمنية STDP ( Froemke et al. ، 2005 Letzkus et al. ، 2006) ، مما قد يزيد من دقة اكتشاف الصدفة أثناء STDP ، خاصة في المواقع التغصنية البعيدة.

نظرًا لأن قنوات SK تلعب دورًا مهمًا في تنظيم ديناميات الكالسيوم الشجيري ، فمن المتوقع أن يؤدي تعديل هذه القنوات إلى تعديل استثارة الخلايا العصبية واللدونة المتشابكة. تمشيا مع هذه الفكرة ، يتم تقليل تنظيم قنوات SK بعد تنشيط مستقبلات M1 المسكارينية أو مستقبلات بيتا الأدرينالية في CA1 الهرمي (بوكانان وآخرون ، 2010 جيسيل و ساباتيني ، 2010) والخلايا العصبية اللوزة الجانبية (فابر وآخرون ، 2008) ، على التوالي ، يزيد من قوة المشبك. على العكس من ذلك ، فقد ثبت أن التغييرات في القوة التشابكية أثناء اللدونة التشابكية مرتبطة بالتغيرات في وظيفة قناة SK (Lin et al. ، 2008 Ohtsuki et al. ، 2012). نظرًا للاقتران المحدد لـ VDCCs من النوع R بقنوات SK في العمود الفقري كما هو موضح هنا وسابقًا (Bloodgood and Sabatini ، 2007) ، فإن تعديل VDCCs من النوع R بعد تنشيط D2 يمكن أن توفر مستقبلات الدوبامين (Higley and Sabatini ، 2010) آلية أخرى يمكن من خلالها تنظيم تنشيط قناة SK في العمود الفقري. تشير الأدلة الحديثة إلى أن تثبيط العمود الفقري الشجيري يمكن أن يعدل تدفق الكالسيوم في العمود الفقري أثناء bAPs بطريقة انتقائية (Chiu et al. ، 2013). تشير هذه البيانات إلى أن تعديل قناة SK في العمود الفقري الفردي يمكن أن يؤثر بشكل انتقائي على تدفق الكالسيوم إلى تلك الأشواك فقط أثناء bAPs ، على الرغم من أن هذا التأثير قد يهيمن عليه التجنيد التدريجي لقنوات SK الموزعة على طول فرع شجيري. تمشيا مع هذه الفكرة ، زاد تأثير تنشيط قناة SK على تدفق الكالسيوم bAP مع المسافة من سوما (الشكل 1).ه,F).

مصادر الكالسيوم لتفعيل قناة SK في العمود الفقري الشجيري

في حين أن هناك دليلًا على أن VDCCs من النوع R تتحكم في تنشيط قناة SK في العمود الفقري أثناء الأحداث الشبيهة بـ EPSP التي أثارها الغلوتامات غير المتراصة (Bloodgood and Sabatini ، 2007) ، فقد اقترحت دراسات أخرى أن تدفق الكالسيوم من خلال مستقبلات NMDA يساهم في تنشيط قناة SK أثناء EPSPs ( Faber et al.، 2005 Ngo-Anh et al.، 2005 Faber، 2010). تمشيا مع هذه الفكرة الأخيرة ، يتم تحديد مستقبلات NMDA وقنوات SK داخل كثافة ما بعد المشبكي في الخلايا العصبية الهرمية CA1 (Lin et al. ، 2008). لأن قنوات SK في العمود الفقري تعدل تنشيط مستقبل NMDA (Faber et al. ، 2005 Ngo-Anh et al. ، 2005 Faber ، 2010) ، والذي يوفر مصدر الكالسيوم الرئيسي أثناء التنشيط المتشابك (Kovalchuk et al. ، 2000 Sabatini et al. ، 2002) ، فإن تحديد مصدر الكالسيوم الذي يحرك تنشيط قناة SK في العمود الفقري أثناء EPSPs أمر معقد. لا توجد هذه المضاعفات في تجاربنا لأن تنشيط مستقبلات NMDA خلال bAPs لا يكاد يذكر (Koester and Sakmann ، 2000 Sabatini and Svoboda ، 2000 Bloodgood and Sabatini ، 2007). خلال bAPs ، وجدنا أن تثبيط VDCCs من النوع R فقط يكفي لمنع تنشيط قناة SK. علاوة على ذلك ، فإن تثبيط VDCCs من النوع N و P / Q ، والذي يتم التعبير عنه في العمود الفقري مع VDCCs من النوع R ويؤدي إلى تدفق الكالسيوم المماثل أثناء bAPs ، لم يؤثر على تنشيط قناة SK. يشير هذا إلى اقتران محكم ومحدد بين VDCCs من النوع R وقنوات SK داخل رأس العمود الفقري. هذا الاستنتاج مشابه للاستنتاج الذي تم التوصل إليه سابقًا خلال الأحداث الشبيهة بـ EPSP التي أثارها الغلوتامات غير المتراصة في العمود الفقري من الخلايا العصبية الهرمية CA1 (Bloodgood and Sabatini ، 2007). تشير هذه البيانات إلى أن VDCCs من النوع R وقنوات SK في رأس العمود الفقري مقترنة بـ "nanodomains" ، بما يتوافق مع الملاحظات السابقة التي تُظهر أن التركيزات العالية فقط من المخزن المؤقت للكالسيوم السريع وعالي التقارب BAPTA هي القادرة على التداخل مع تنشيط قناة SK في العمود الفقري خلال EPSPs (Ngo-Anh et al. ، 2005).

مصادر الكالسيوم لتفعيل قناة SK أثناء mAHP

تساهم قنوات SK في mAHP في العديد من أنواع الخلايا العصبية ، بما في ذلك الخلايا العصبية الهرمية L5 (Schwindt et al. ، 1988 Sah and McLachlan ، 1991 Faber and Sah ، 2002 Womack and Khodakhah ، 2003) ، على الرغم من أن هذا مثير للجدل في الخلايا العصبية الهرمية CA1 (Stocker وآخرون ، 1999 Gu et al. ، 2008). تشير قدرة التركيزات المنخفضة لكل من مخازن الكالسيوم السريعة (OGB-1) والبطيئة (EGTA) لتثبيط mAHP في الخلايا العصبية الهرمية القشرية L5 إلى أن تنشيط تدفق الكالسيوم لقنوات SK الجسدية يعمل ضمن نطاق دقيق بدلاً من مجال نانوي ( Neher، 1998 Augustine et al.، 2003 Eggermann et al.، 2012) بمسافة اقتران أكبر من 150 نانومتر. تمشيا مع هذه الفكرة ، نظهر أن المكون المعتمد على قناة SK لـ mAHP في الخلايا العصبية L5 يتم التحكم فيه بواسطة جميع الأنواع الفرعية المعروفة VDCC باستثناء VDCCs من النوع R ، والتي لا يتم التعبير عنها في سوما. يختلف الاقتران بين قنوات SK الجسدية ومصدر الكالسيوم في الخلايا العصبية L5 عن تلك الموجودة في أنواع الخلايا الأخرى ، حيث تم ربط مصدر الكالسيوم لتنشيط قناة SK أثناء mAHP بأنواع فرعية محددة من VDCC. على سبيل المثال ، في تنشيط الخلايا العصبية الدوبامين في الدماغ المتوسط ​​لقنوات SK أثناء mAHP يعتمد فقط على VDCCs من النوع T (Wolfart and Roeper ، 2002) ، في حين أن القنوات من النوع L فقط مرتبطة بقنوات SK الجسدية في الخلايا العصبية الهرمية الحصينية (Marrion و Tavalin ، 1998). أسباب هذا الاختلاف بين أنواع الخلايا العصبية ، وسبب اقتران قنوات SK بشكل ضعيف بمصادر الكالسيوم المتعددة في الخلايا العصبية L5 غير واضحة. أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن ملاحظتنا أن التركيزات المنخفضة لمؤشر الكالسيوم OGB-1 يحجب mAHP ، ويزيد معدل إطلاق النار ويعزز إطلاق النار ، يثير القلق من أن استخدام مؤشرات الكالسيوم عالية التقارب للتحقيق في نشاط الشبكة (Garaschuk et al. ، 2006) عن غير قصد على استثارة الخلايا العصبية وبالتالي ديناميكيات الشبكة.

في الختام ، نوضح أن قنوات SK في العمود الفقري والتشعبات يتم تنشيطها بواسطة bAPs وتعمل على تقييد تدفق الكالسيوم في العمود الفقري والعمود الفقري بطريقة تعتمد على المسافة. من المتوقع أن يؤثر هذا التأثير لقنوات SK على STDP ، خاصة في المواقع التغصنية البعيدة. علاوة على ذلك ، نقدم دليلًا على أن قنوات SK في العمود الفقري والتشعبات مرتبطة بقوة بمصدر الكالسيوم ، وتشكل النطاقات النانوية مع VDCCs من النوع R. في المقابل ، ترتبط قنوات SK في سوما من الخلايا العصبية الهرمية القشرية L5 بشكل ضعيف بمصادر متعددة للكالسيوم ، وتشكل نطاقات دقيقة مع جميع VDCCs المعروفة باستثناء قنوات النوع R. توفر هذه النتائج دليلاً على اقتران غير متجانس ومعتمد على الموقع لقنوات SK مع VDCCs داخل نفس نوع الخلية العصبية. يجسد هذا التقسيم الرائع الدور المتباين الذي يلعبه الكالسيوم في تنظيم استثارة الخلايا العصبية في مواقع خلوية مختلفة حتى داخل نفس الخلية العصبية.


الاستنتاجات

باختصار ، أنشأنا سلسلة من النماذج التي تدمج الكيمياء الحيوية والفيزيولوجيا الكهربية التي توحد الملاحظات في العديد من SCAs. تستخدم هذه النماذج عدة مفاهيم ومقاربات جديدة وتوفر إطارًا لدراسة ليس فقط المرتبطة بـ IP3R1 ترنح، ولكن من SCAs المختلفة التي تنطوي على طفرات من جزيئات أخرى في النموذج ، مثل قنوات البوتاسيوم [65 ، 79 ، 101 ، 102] وقنوات الكالسيوم [29 ، 76 ، 77 ، 103].

تشير نتائج النموذج إلى أنه في نماذج الفأر المختلفة ترنح المرتبطة بنشاط قناة الكالسيوم IP3R1 ، يمكن استخدام ICpeptides لتثبيت تركيز الكالسيوم داخل الخلايا. علاوة على ذلك ، فإن استعادة إطلاق الكالسيوم الطبيعي في النموذج لا يغير الضبط الدقيق لاكتشاف الصدفة الذي اقترحه براون وآخرون. [42]. يتم دعم فرضية فرط الحساسية IP3R1 في SCA1 من خلال نتائج المحاكاة. أكثر من ذلك ، فإن تقليل التنظيم IP3R1 الذي لوحظ تجريبياً في الفئران SCA1 قد يعوض جزئيًا عن فرط الحساسية للمستقبل. يعد خفض تنظيم Homer و MyoVa تعويضًا إضافيًا.ومع ذلك ، فإن تقليل تنظيم بروتينات الكالسيوم العازلة يسرع علم الأمراض. يوضح النموذج أن إطلاق الكالسيوم بوساطة IP3 في عصبون بوركينجي يمكن أن ينشط K ذي الجهد الكهربائيكاليفورنيا القنوات ، وبالتحديد BK و IK ، وتوفر نظرة ثاقبة للتفاعل بين حساسية IP3R1 والوفرة في الوظيفة والخلل الوظيفي لخلية Purkinje. تساعد النتائج في شرح النتائج التجريبية في الفئران ، ويمكن استخدامها لعمل تنبؤات لمزيد من التجارب ، والتي قد تُترجم في النهاية إلى أفراد مصابين بالرنح مع انخفاض مستويات بروتين IP3R1 أو زيادة الحساسية. تعد وفرة وحساسية IP3R1 مكونات تشارك في إشارات الكالسيوم ، ولكن بأي حال من الأحوال العوامل الوحيدة المشاركة في أنظمة إرسال إشارات هذه SCAs.


تؤثر هندسة العمود الفقري الشجيري على ديناميكيات الكالسيوم في الخلايا العصبية الحُصَينية: النظرية والتجارب

دور مورفولوجيا العمود الفقري التغصني في تنظيم التوزيع الزماني المكاني لتركيز الكالسيوم الحر داخل الخلايا ([Ca 2+]أنا) في نموذج متماثل محوري فريد يركز على تفاعلات العمود الفقري والتغصنات ، وتمت مقارنة محاكاة النموذج مع سلوك العمود الفقري الحقيقي في الخلايا العصبية الحصينية المستزرعة. تصف مجموعة من المعادلات التفاضلية غير الخطية سلوك رأس العمود الفقري الشجيري الكروي المرتبط بالتغصنات عبر رقبة أسطوانية من العمود الفقري. يتم وضع آليات التعامل مع الكالسيوم (بما في ذلك المخازن الداخلية ، والمخازن المؤقتة ، ومسارات التدفق) في كل من التشعبات والعمود الفقري. استجابةً لارتفاع الكالسيوم ، يختلف حجم ومسار الاستجابة في كل من العمود الفقري والتغصنات الرئيسية كدالة لطول عنق العمود الفقري بحيث تزيد الرقبة القصيرة من حجم الاستجابة في التغصنات والسرعات حتى الانتعاش في رأس العمود الفقري. تم اختبار عمومية النموذج ، الذي تم إنشاؤه في الأصل لحالة إطلاق الكالسيوم من المخازن ، في محاكاة التدفق السريع للكالسيوم عبر قنوات الغشاء والتحقق من تأثير عنق العمود الفقري على ديناميكيات الكالسيوم. التوزيعات الزمانية المكانية لـ [Ca 2+]أنا، التي تم قياسها في العمود الفقري التغصني الفردي للخلايا العصبية الحصينية المستزرعة المحقونة بـ Calcium Green-1 ، تمت مراقبتها باستخدام مجهر مسح ليزر متحد البؤر. تكشف عمليات المسح الخطي للأشواك والتشعبات بدقة وقت & lt1-ms عن ارتفاعات عابرة متزامنة في [Ca 2+]أنا في العمود الفقري والتشعبات الأبوية بعد تطبيق الكافيين أو أثناء عابر الكالسيوم العفوي المرتبط بإفرازات متشابكة أو تصريفات محتملة. حجم الاستجابات في المقصورات الفردية ، والتباين بين العمود الفقري والتغصنات ، والتوزيع الزمني لـ [Ca 2+]أنا كانت مختلفة بالنسبة للأشواك ذات العنق القصير والطويل ، مع كون الأخير أكثر استقلالية عن التغصنات ، بما يتفق مع تنبؤ النموذج.


المواد والأساليب

عزل PBMC وتوليد التيار المستمر

بعد موافقة خطية من المتبرعين بالصفائح الدموية ، تم جمع غرف فصل الدم في بنك الدم من مستشفى أوزوالدو كروز (ساو باولو ، SP ، البرازيل). وافقت لجنة الأخلاقيات المؤسسية لمعهد العلوم الطبية الحيوية على البروتوكول. تم فصل PBMCs من تلك الغرف عن طريق الطرد المركزي فوق Ficoll-Paque (GE Healthcare ، Uppsala ، السويد). تم تعليق PBMCs في وسط AIM V (Gibco ، Grand Island ، NY ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، المصنف في 75 سم 2 قوارير ثقافة الخلية ، وحضنت طوال الليل عند 37 درجة مئوية و 5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون.2. بعد فترة الحضانة طوال الليل ، تمت إزالة الخلايا غير المتماسكة ، وتم استبدال الوسيط ، وأضيف GM-CSF (50 نانوغرام / مل PeproTech ، Rocky Hill ، NJ ، الولايات المتحدة الأمريكية) و IL-4 (50 نانوغرام / مل PeproTech). بعد 5 أيام ، تلقت الخلايا محفز النضج باستخدام TNF-α (50 نانوغرام / مل PeproTech). تم الحصول على mDCs 48 ساعة بعد التنشيط. لتوصيف النمط الظاهري للخلايا أثناء الاستنبات ، تم حصاد Mo بعد إزالة الخلايا غير المتماسكة في اليوم 0 ، وتم حصاد iDCs قبل تحفيز النضج ، في اليوم الخامس.

تحديد النمط الظاهري لغشاء البلدان النامية

تم تحديد النمط الظاهري للغشاء للخلايا أثناء التمايز ونضج البلدان النامية عن طريق قياس التدفق الخلوي. لكل حالة ، تم تصنيف 2 × 10 5 خلايا بأجسام مضادة ذات علامات مضان محددة لجزيئات الغشاء المختلفة (HLA-DR ، CD14 ، CD83 ، CD80 ، CD86 ، CD11c BD Biosciences ، سان خوسيه ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) وتم تحليلها في FACSCalibur cytometer (BD Biosciences) باستخدام برنامج FlowJo (الإصدار 7.2.4 Tree Star ، Ashland ، OR ، USA). تم استبعاد الخلايا الميتة من التحليل باستخدام LIVE / DEAD Fixable Dead Cell Stain Kit (Invitrogen ، Carlsbad ، CA ، USA). تم حساب RFI لعلامات السطح بقسمة MFI للمجموعة المصنفة على MFI للمجموعة غير المسماة.

تعداء iDCs مع سيرنا

لكل مجموعة ، تم تخفيف 5 ميكرولتر من iMAX (Invitrogen) في 95 ميكرولتر من وسائط Opti-MEM (Invitrogen) وتم تخفيف 1.5 ميكرولتر من محلول سيرنا 50 ملي في 98.5 ميكرولتر Opti-MEM. بعد ذلك ، تم خلط كلا المحلين ، واحتضانهما عند درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة ، ووضعهما في طبق من ستة آبار. تم حصاد iDCs وإعادة تعليقها في وسط AIM V ، مع استكمال IL-4 و GM-CSF. لكل علاج ، تم زرع 1 × 10 6 خلايا (التي تم تعليقها في وسط 1.3 مل) في طبق من ستة آبار ، ومعالجتها مسبقًا بمركب سيرنا 200 ميكرولتر. تم تنشيط الخلايا باستخدام TNF-α ، 4 ساعات بعد تعداء الدم وتحليلها بعد 48 ساعة.

حجب CD83

لمنع الغشاء CD83 في mDCs ، تمت إضافة 100 نانوغرام CD83 مللي أمبير (HB15e استنساخ BD Biosciences) إلى 5 × 10 4 خلايا. بعد 20 دقيقة من الحضانة عند 4 درجات مئوية ، تم غسل DC مرتين لإزالة الأجسام المضادة الزائدة. تم استخدام الأجسام المضادة IgG كعنصر تحكم.

تلطيخ mDC

تم حصاد mDCs وتعليقه بتركيز 1 × 10 6 خلايا / مل في برنامج تلفزيوني ، مكملًا بنسبة 0.5 ٪ من مساحة سطح الجسم و 5 ملي مولار CellTracker Red CMPTX (Invitrogen). تم تحضين الخلايا عند 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة ، وغسلها مرتين ، وإعادة تعليقها في محلول اختبار الكالسيوم (يتكون من 1 ملي مول كلوريد الكالسيوم.2، 130 ملي كلوريد الصوديوم ، 4.6 ملي كلوريد الصوديوم ، 5 ملي مولار من الجلوكوز ، و 20 ملي مولار HEPES) أو محلول KEGTA (يتكون من 10 ملي كلوريد الصوديوم ، 130 ملي كلوريد الصوديوم ، 20 ملي مولار HEPES ، 10 ملي مولار EGTA ، و 10 ملي مولار Na2كو3 سيجما ، سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكية).

تحميل Fluo-4-AM

تم عزل الخلايا التائية من PBMCs غير المتماسكة عن طريق الاختيار السلبي باستخدام خرز مغناطيسي من مجموعة Pan T Cell Isolation Kit (Miltenyi Biotec ، Bergisch Gladbach ، ألمانيا) ، وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. بعد التنقية ، تم تعليق الخلايا التائية عند 1 × 10 7 خلايا / مل في برنامج تلفزيوني ، مكمل بـ 0.5 ٪ من مساحة سطح الجسم ، وحضنت بـ 1 ميكرومتر Fluo-4-AM (Invitrogen) لمدة 30 دقيقة عند 28 درجة مئوية ، وغسلها مرتين ، وتم تعليقها في المخزن المؤقت لفحص الكالسيوم عند 1 × 10 6 خلايا / مل.

مقايسة تعبئة الكالسيوم عن طريق قياس التدفق الخلوي

تم الحصول على مضان للخلايا التائية الملطخة بـ Fluo-4-AM عن طريق قياس التدفق الخلوي لمدة 60 ثانية دون تحفيز. بعد ذلك ، تمت إضافة وحدات تحكم المجال الخيفي الملطخة باستخدام CellTracker Red CMPTX ، وتم الحصول على الخلايا لمدة 240 ثانية إضافية. تم استخدام Ionomycin (Invitrogen) كعنصر تحكم إيجابي. باستخدام برنامج FlowJo (الإصدار 7.2.4 Tree Star) ، تم حساب التغييرات في متوسط ​​مضان Fluo-4-AM في الخلايا التائية.

مقايسة تعبئة الكالسيوم عن طريق التألق والفحص المجهري متحد البؤر

تم زرع DCs الملطخة بـ CellTracker Red CMPTX (Invitrogen) في طبق بتري ، وتمت إضافة الخلايا التائية الخيفية أثناء الحصول على الفيديو في مجهر التألق Nikon Eclipse Ti-S (نيكون ، ميلفيل ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية) باستخدام برنامج NIS-Elements AR (نيكون) أو في مجهر زايس LSM 780 متعدد النقاط (زايس ، أوبيركوشن ، ألمانيا) مع برنامج ZEN متحد البؤر (زايس). تم الحصول على الصور لمدة 10 دقائق على الأقل.

مقايسة تكاثر الخلايا التائية

تم تمييز الخلايا التائية المنقاة بـ 5 ميكرومتر من CFSE (Invitrogen) وزُرعت في الثقافة في صفيحة 96 بئر U- قاع ، مع mDCs خيفي بنسبة 10: 1 الليمفاوية: نسبة DC. بعد 5 أيام ، تم حصاد الخلايا وتلطيخها بجسم مضاد لـ CD3 (BD ​​Biosciences) ، وتحليلها عن طريق قياس التدفق الخلوي. تم تقييم تكاثر الخلايا التائية عن طريق تخفيف CFSE.

تحليل احصائي

تم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام GraphPad Prism (برنامج GraphPad ، لا جولا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تحليل تأثير الجسم المضاد لـ CD83 عن طريق الاقتران ر-اختبار (*ص& lt0.05 **ص& lt0.01). تم إجراء مقارنات بين النتائج التي تم الحصول عليها من حالة التمايز DC ومن تجارب ضربة قاضية CD83 بواسطة ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Tukey اللاحق (*ص& lt0.05 **ص& lt0.01). تظهر جميع الرسوم البيانية يعني ± sem.


نتائج ومناقشة

تعبر DC في الغالب عن STIM2 وليس STIM1

في السابق ، أظهرنا SOCE من خلال قنوات CRAC في البلدان النامية الناضجة وغير الناضجة [1]. لتحديد المكونات الجزيئية لـ Iكراك في هذه الخلايا ، قمنا بتحليل DC المنقى (رسم بياني 1أ و ب) للتعبير عن بروتينات STIM و Orai. باستخدام RT-PCR ، اكتشفنا نصوصًا لـ STIM1 و STIM2 و Orai1–3 (البيانات غير معروضة). لتأكيد تعبير البروتين ، استخدمنا محلول DC لإجراء تحليل لطخة غربية (تين. 1 و 2). والمثير للدهشة أننا وجدنا أنه بالمقارنة مع الخلايا التائية الطحالية ، فإن DCs تعبر عن مستويات منخفضة من STIM1 (تم اكتشافها على شكل شريط واحد في DCs والدماغ ومزدوجة في الخلايا التائية عند -85 كيلو دالتون الشكل 1C). في المقابل ، وجدنا تعبيرًا قويًا عن STIM2 (تم اكتشافه كنطاق واحد عند ∼100 كيلو دالتون الشكل 1 ج) في هذه الخلايا.

التعبير عن بروتينات STIM في DCs الفئران. (أ) صورة المجال الساطع لل DCs المشتقة من BM مع عمليات شجيرية نموذجية (شريط المقياس الأصلي ، 20 ميكرومتر). (ب) يوضح تحليل التدفق الخلوي أن الثقافات المخصبة كانت & gt90٪ إيجابية لعلامة DC ، CD11c. (C) اللطخات الغربية التي تظهر التعبير عن STIM1 و (D) STIM2 في DC. تم استخدام محللات الخلية الكاملة (30 ميكروغرام) لكل عينة. تم استخدام دماغ الفأر بالكامل وخلايا الفأر التائية كعناصر تحكم إيجابية. (هـ) تم تجريد اللطخات وتم تجريدها من الأكتين β كعنصر تحكم في التحميل. BMDC ، DC المشتق من BM.

التعبير عن بروتينات Orai في DC. لطخات غربية تظهر تعبير (A) Orai1 و (B) Orai2 و (C) Orai3 في DCs و T cells. تم استخدام محللات الخلية الكاملة (30 ميكروغرام) لكل عينة. تم استخدام دماغ الفأر بالكامل ، والخلايا التائية ، وخلايا Jurkat T كعناصر تحكم إيجابية. تم تجريد اللطخات وضغطها باستخدام β-actin كعنصر تحكم في التحميل. * مونومر وديمير لبروتينات Orai.

وبالمثل ، وجدنا التعبير البروتيني التفاضلي للأشكال الإسوية Orai (الشكل 2A-C). والجدير بالذكر أن البلدان النامية تعبر عن مستويات أقل بكثير من Orai1 و Orai3 مقارنة بالخلايا التائية. بالنسبة لـ Orai1 ، تم اكتشاف نطاق منفرد للمناعة عند 45 كيلو دالتون (الشكل 2 أ) ، وهو على الأرجح شكل غليكوزيلاتي من بروتين Orai1 الأحادي ، كما أوضح Gwack وزملاؤه [18]. لتأكيد هذه النتيجة ، أجرينا التكتل المناعي على lysates من خلايا HEK293 التي تعبر عن myc-Orai-1 (الشكل التكميلي 1 أ). كشف هذا التحليل عن نطاق بارز بقدرة 45 كيلو دالتون. تم اكتشاف Orai3 كمونومر عند -30 كيلو دالتون وشريط أكثر بروزًا عند -60 كيلو دالتون ، والذي من المحتمل أن يمثل ثنائياً (الشكل 2 ج). يتم دعم هذا التفسير من خلال تحليلنا لخلايا HEK293 التي تعبر عن Orai3 (الشكل التكميلي 1C) ، حيث أدى العلاج باستخدام DTT إلى زيادة ملحوظة في النطاق الأحادي 30-kDa.

على النقيض من بروتينات Orai الأخرى ، تعبر DC عن مستويات عالية نسبيًا من Orai2 (الشكل 2 ب) ، تم اكتشافها كمونومر عند ∼28 كيلو دالتون وشريط أكثر بروزًا عند ∼56 كيلو دالتون يمثل ثنائياً. كشف تحليل خلايا HEK293 التي تعبر عن Orai2 عن نمط لطخة مناعية مماثلة (الشكل التكميلي 1C). علاوة على ذلك ، رأينا نطاقات مماثلة مع جسم مضاد تجاري مختلف لـ Orai2 (بيانات Alomone Labs غير معروضة). أكدنا أيضًا التعبير عن Orai2 بواسطة الكيمياء الخلوية المناعية (الشكل التكميلي 2 ب). حددت دراسة سابقة نوعين مختلفين من لصق الفأر Orai2 المرتبطين بقنوات CRAC الوظيفية [22]. باستخدام بادئات محددة ، اكتشفنا كلا من هذين المتغيرين للوصلة - Orai2 صغير و Orai2 كبير - في DCs المشتقة من BM والطحال (الشكل التكميلي 2A).

كدعم وظيفي لـ Orai2 في DC ، اكتشفنا حساسية SOCE إلى 2-APB. أظهرت الدراسات الحديثة أن 2-APB يحظر بشكل تفاضلي SOCE و Iكراك بوساطة الأشكال الإسوية Orai المختلفة 2-APB (50 ميكرومتر) تمنع تمامًا Orai1 و Orai2 ولكنها لا تؤثر على Orai3 [23 ، 24]. على الرغم من إجراء هذه الدراسات باستخدام قنوات معبر عنها بشكل غير متجانس ، إلا أن هذه الحساسية التفاضلية لـ 2-APB ، مع ذلك ، قد تكون مفيدة في التمييز بين دور الأشكال الإسوية Orai في الأنسجة الأصلية. وجدنا أن 2-APB (50 ميكرومتر) أنتجت ما يقرب من 100 ٪ تثبيط لـ SOCE (ن= 250) وكتلة ∼90٪ من أناكراك (–100 مللي فولت ن= 8 الشكل التكميلي 3). علاوة على ذلك ، في حالة عدم استنفاد المتجر ، ينتج 2-APB تنشيطًا ضعيفًا لـ Orai1 وتنشيطًا قويًا لـ Orai3 ولكن ليس له أي تأثير على Orai2 [24]. ومن المثير للاهتمام ، أنه في البلدان النامية ، فشل تطبيق 2-APB في إنتاج ارتفاع Ca 2+ (الشكل التكميلي 3C). ن= 30). علاوة على ذلك ، لم نكتشف أي تيارات خلية كاملة بعد تطبيق 2-APB (الشكل التكميلي ثلاثي الأبعاد ن= 5). تتوافق هذه البيانات مع الدور الأساسي لـ Orai2 في SOCE و Iكراك في البلدان النامية.

يؤدي استنفاد المتجر الناجم عن Tg إلى تعزيز قلة قلة البروتين في STIM2

أظهرت الأدلة الحديثة أن تجميع STIM1 ضروري لتفعيل قناة CRAC في خلايا Jurkat T [9]. لذلك قمنا باختبار ما إذا كان هناك تجميع لـ STIM1 أو بدلاً من ذلك ، STIM2 في DC استجابةً لنضوب المخزن. تين. 3أ يُظهر أن DCs تظهر التلميع المناعي المنتشر لـ STIM1 (بما يتوافق مع التعبير المنخفض لـ STIM1 في هذه الخلايا) ، ولم يتغير هذا عن طريق العلاج باستخدام Tg (2 ميكرومتر لمدة 10 دقائق). وجدنا أن نفس الجسم المضاد لـ STIM1 أنتج تلطيخًا مناعيًا ملحوظًا للخلايا التائية ، مما يؤكد وظيفة الجسم المضاد (الشكل التكميلي 4 أ). على عكس STIM1 ، أنتج Tg نمطًا مثقوبًا من التلوين المناعي لـ STIM2 (الشكل 4 ب). وبالتالي ، يتراكم STIM2 بدلاً من STIM1 عند نضوب المخزن في البلدان النامية.

Tg يستحث تجميع STIM2. (أ) وضع العلامات المناعية للـ DC لـ (A) STIM1 و (B) STIM2 تحت ظروف تحكم (غير محفز) وبعد معالجة Tg (محفز 2 ميكرومتر Tg لمدة 10 دقائق). تم نفاذية الخلايا الثابتة وتلطيخها بجسم مضاد لـ STIM1 و STIM2 متبوعًا بجسم مضاد ثانوي (مترافق مع FITC) ، والذي أنتج وحده تلطيخًا ضئيلًا (انظر الشكل التكميلي 2 ب).

يتفاعل Stim2 و Orai2 عند استنفاد المتجر

من المعروف أن نضوب المخزن ينتج تفاعلات فيزيائية بين STIM1 الأصلي والمُعبَّر عنه بشكل غير متجانس و Orai1 [10-12]. أدت نتائجنا التي تُظهر قلة القلة في STIM2 والتعبير السائد لـ Orai2 في البلدان النامية إلى إجراء مزيد من الدراسة لإمكانية التفاعلات بين STIM2 و Orai2 استجابةً لنضوب المخزن. وجدنا أنه في ظل الظروف القاعدية ، يتم ترسيب مناعي STIM2 مع Orai2 ، وقد زاد هذا الارتباط بشكل ملحوظ بعد العلاج باستخدام Tg (الشكل 4أ و ب). والمثير للدهشة أننا لم نكتشف أي STIM1 عندما قمنا بتحصين المناعة بجسم مضاد لـ Orai2 (الشكل 4 أ) أو مضاد لـ STIM2 (الشكل 4 ب). بشكل ملحوظ ، لم يترافق STIM2 و Orai2 مع الراسب المناعي مع STIM1 (باستخدام الجسم المضاد لـ STIM1 الشكل 4C). على الرغم من وجود Orai1 في مركب الترسيب المناعي ، إلا أن مستوياته لم تتغير بواسطة علاج Tg (الشكل 4C). وبالتالي تستبعد هذه النتائج إمكانية مشاركة STIM1 في الزيادة القوية في ارتباط STIM2 و Orai2 بعد استنفاد المتجر. علاوة على ذلك ، تم العثور على القليل من Orai1 أو Orai3 مرتبطًا بـ Orai2 في DCs الخاضعة للتحكم والمعالجة بـ Tg. مجتمعة ، تدعم هذه البيانات الفرضية القائلة بأن النضوب الذي يخزن في البلدان النامية يؤدي إلى قلة قلة القلة في STIM2 ، والتي بدورها تتفاعل مع Orai2.

يستحث Tg ارتباط STIM2 و Orai2 ولكن ليس STIM1. (A و B) ترسيب Coimmunopreception يظهر الارتباط المعزز بين STIM2 مع Orai2 عند علاج Tg. على الرغم من اكتشافه في مجمع الترسيب المناعي (IP) ، إلا أن مستويات Orai1 لا تزيد عن طريق علاج Tg. (C) STIM2 و Orai2 غير موجودين في الترسيب المناعي المشترك باستخدام الجسم المضاد لـ STIM1. علاوة على ذلك ، لا يغير علاج Tg مستويات Orai1 في مجمع الترسيب المناعي هذا.

يتم تجنيد STIM2 و Orai2 في البلدان النامية إلى IS

يحدث عرض المستضد ، وهو الوظيفة الرئيسية للـ DC ، عند تقاطع متخصص بين DCs والخلايا T - IS - مما يسهل تجميع معقدات الببتيد- MHC من الدرجة الثانية و TCRs المماثلة ، بالإضافة إلى جزيئات التكلفة ، لتعزيز تحفيز الخلايا التائية [ 25]. [المرجع المصدق 2+]أنا يمكن أيضًا تسهيل الإشارات ، التي تلعب دورًا مهمًا في عرض المستضد وتنشيط الخلايا التائية ، في IS. في الآونة الأخيرة ، Lioudyno et al. [14] وصف حركة Orai1 و STIM1 إلى IS في الخلايا التائية عند التحفيز باستخدام superantigen (المكورات العنقودية المعوية B) نابض ذاتي المنشأ DCs. لذلك سألنا عما إذا كان يتم تجنيد STIM2 و Orai2 بالمثل في IS في البلدان النامية. الشكل 5 يوضح أن نبضات DC مع خرز مطلية بـ ICAM1 تسبب في بلمرة الأكتين (تلطيخ phalloidin الأخضر) ، وتجميع STIM2 (أحمر ، الشكل 5 ب) و Orai2 (أحمر ، الشكل 5 ج) موجه إلى موقع التلامس. يظهر تجلط F-actin و STIM2 / Orai2 على شكل تلطيخ أصفر شديد وكان واضحًا في غالبية الخلايا المدروسة (ن& GT30). في المقابل ، لم يستقطب الأكتين و STIM2 في حبات مطلية بـ IgG وحده (الشكل 5 أ ، ن& gt30) ، مما يدل على خصوصية الاتصال المشبكي السليم. لاحظنا أيضًا أن بعض Orai-actin الأضعف يكلف بعيدًا عن IS (الشكل 5C). الآلية الأساسية لنمط التجميع هذا غير واضحة ، ولكن من المثير للاهتمام أن معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئة الثانية في البلدان النامية يتجمع بالمثل في IS والقطب المقابل [26 ، 27]. للمقارنة ، اكتشفنا تهريب STIM1 في الخلايا التائية. كما ورد سابقًا ، أنتجت الخلايا التائية النابضة مع خرزات مطلية بـ CD3 / CD28 علامة STIM1 المناعية وتجميع F-actin في منطقة التلامس (الشكل التكميلي 3 ب). مجتمعة ، تُظهر بياناتنا أنه يتم تجنيد STIM2 و Orai2 في IS في البلدان النامية.

يتم ترجمة Orai2 و STIM2 في IS. صور متحد البؤر تمثيلية للتلوين المناعي STIM2 و ORAI2 في البلدان النامية التي تم تحفيزها باستخدام حبات IgG (A) - أو ICAM-1 (B و C) المطلية. تشير الدوائر إلى مواقع الخرز المتجمعة مع DC (أشرطة المقياس الأصلية ، 15 ميكرومتر). تم تمييز الخلايا باستخدام F-actin [phalloidin (PL) ، أخضر] للكشف عن استقطاب الأكتين تجاه مواقع التلامس. يتم استقطاب STIM2 (أحمر) و ORAI2 (أحمر) جنبًا إلى جنب مع F-actin إلى حبة مطلية بـ ICAM1 ، كما يتضح من التلوين المدمج (الأصفر). تم تقييم المناعة المناعية من خلال التسجيل الأعمى لـ & gt40 اتحادات عشوائية من ثلاث تجارب مستقلة.

أهمية إشارات STIM2 و Orai2 في البلدان النامية

تعد إشارات Ca 2+ أمرًا بالغ الأهمية لنضج DC ووظيفته [2 ، 3]. سابقًا ، أظهرنا أن إدخال Ca 2+ في DC يتم التوسط في الغالب بواسطة SOCE [1]. هنا ، نحدد المكونات الجزيئية لإشارات SOCE في DC: STIM2 و Orai2. إلى حد كبير ، يمثل هذا التقرير الأول عن إشارات SOCE المستقلة عن STIM1 في الخلايا المناعية. أفادت الدراسات السابقة التي استخدمت الخلايا اللمفاوية التائية الأولية وخلايا Jurkat T والخلايا البدينة RBL-2H3 وأنظمة التعبير أن STIM1 ضرورية وكافية للإشارة إلى استنفاد مخزن ER مما يؤدي إلى SOCE [4 ، 5 ، 9 ، 13].في المقابل ، نقدم عدة أسطر من الأدلة التي تجادل ضد دور STIM1 في SOCE DCs. والجدير بالذكر أننا وجدنا أنه بالمقارنة مع الخلايا التائية ، فإن DCs تعبر عن مستويات عالية من STIM2 ومستويات منخفضة فقط من STIM1. يمكن للمرء أن يجادل بأنه حتى المستويات المنخفضة من STIM1 قد تكون كافية لتحفيز SOCE. ومع ذلك ، فإن بياناتنا الوظيفية والكيميائية الحيوية لا تدعم هذا الموقف. أولاً ، وجدنا أن استنفاد متجر ER Ca 2+ يؤدي إلى تجميع STIM2 وليس STIM1. ثانيًا ، وجدنا أن نضوب المخزن فشل في زيادة الارتباطات الفيزيائية بين بروتينات STIM1 و Orai علاوة على ذلك ، لا يرتبط STIM1 بـ Orai2 تحت ظروف تحكم أو محفزة. بدلاً من ذلك ، وجدنا أن نضوب المتجر يزيد بشكل ملحوظ من الارتباط بين STIM2 و Orai2. وبالتالي ، تشير بياناتنا إلى أنه من المحتمل أن يتم تشغيل SOCE في البلدان النامية بواسطة STIM2 ، والذي بدوره يتفاعل مع Orai2.

تشير الدراسات الحديثة في أنظمة التعبير [15 ، 24 ، 28] إلى أن STIM2 يمتلك القدرة على تحفيز SOCE. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن STIM2 إلى استعادة SOCE في الخلايا التائية [29] أو الخلايا الليفية [13] ، والتي تعاني من نقص في STIM1. ومع ذلك ، فإن الأهمية البيولوجية لـ SOCE المحفز بـ STIM2 في الخلايا المناعية غير واضحة ، لأن ضربة قاضية لـ STIM2 تنتج فقط انخفاضًا طفيفًا في SOCE المقاس في الخلايا التائية والخلايا الليفية [13]. في الأنسجة الأخرى ، يبدو أن STIM2 يلعب دورًا أكثر بروزًا في SOCE. على سبيل المثال ، يبدو أن STIM2 هو المحفز المهيمن لـ SOCE في الحذف الجيني لـ STIM2 في الدماغ يلغي فعليًا SOCE في الخلايا العصبية [30]. علاوة على ذلك ، يساهم STIM2 بنسبة 50٪ من SOCE في الخلايا العضلية العضلية البشرية والأنابيب العضلية [31]. تشير هذه البيانات والنتائج التي توصلنا إليها إلى أن STIM1 و STIM2 يعملان على الأرجح بطريقة خاصة بالأنسجة. من غير الواضح ما إذا كانت هذه البروتينات لها خصائص وظيفية مميزة. داربيلي وآخرون [31] أظهر أن STIM1 و STIM2 معادلين وظيفيًا (على الأقل لتنشيط SOCE) يمكن إنقاذ تأثيرات ضربة قاضية لأي من الأشكال الإسوية عن طريق الإفراط في التعبير عن الآخر. من ناحية أخرى ، أفاد براندمان وزملاؤه [15] أن STIM2 لديه تقارب منخفض بشكل عام لـ ER Ca 2+ مقارنة مع STIM1. المعنى الضمني لهذه النتيجة هو أن انخفاض أقل في ER Ca 2+ قد يكون كافياً لتنشيط STIM2 وتشغيل SOCE. في البلدان النامية ، يمكن أن يؤدي هذا إلى تعزيز دخول Ca 2+ ، حتى في الاستجابة للمنبهات الخارجية الضعيفة ، وهي خاصية يمكن أن تساعد الوظيفة المناعية الفطرية للـ DC. بالإضافة إلى تشغيل SOCE ، يمكن لـ STIM1 ربط وتنشيط قنوات TRPC المختلفة [32]. ما إذا كان STIM2 يشترك في هذه الخاصية غير معروف ، على الرغم من أن STIM1 و STIM2 يحتويان على طرف بوليليسين C متورط في التنشيط الكهروستاتيكي لقنوات TRPC. أخيرًا ، يمكن لـ STIM1 الأصلي ، ولكن ليس STIM2 ، أن يدخل في غشاء البلازما [33 ، 34] ، والذي على الرغم من أنه ليس ضروريًا لـ SOCE ، قد يساهم في وظائف خلوية أخرى مثل التصاق الخلية. وبالتالي ، قد يؤدي التعبير الانتقائي لـ STIM2 في البلدان النامية إلى تغيير خصائص الخلية بشكل مستقل عن SOCE.

أظهرت العديد من الدراسات أن Orai1 هي الوحدة الفرعية الأساسية لقناة CRAC [6 ، 10 ، 17]. في المقابل ، أظهرنا أن Orai2 يشكل الشكل الإسوي Orai الرئيسي في DCs ، وهذا يعتمد على تعبير Orai2 ، والتفاعلات المادية مع STIM2 ، وحساسية 2-APB المميزة. أهمية SOCE بوساطة Orai2 في البلدان النامية غير واضحة. على الرغم من أن Orai1–3 تمتلك خصائص قناة مماثلة ، بما في ذلك انتقائية التوصيل والأيونات ، إلا أنها تظهر خصائص بوابات مختلفة. Orai1 بوساطة أناكراك يُظهر تثبيطًا سريعًا ناتجًا عن Ca 2+ [35] ، لم يظهر في Orai2 [22]. بافتراض إعادة إنتاج هذه الخصائص في الأنسجة الأصلية ، فإن SOCE بوساطة Orai2 في البلدان النامية قد يكون قادرًا على الحفاظ على زيادة أكثر استدامة في [Ca 2+]أنا. في الواقع ، تُظهر DCs فترات طويلة من Ca 2+ عابرة استجابة لتحفيز GPCRs [1 ، 36] ، بدلاً من النمط التذبذب ، الذي يعبر عن Orai1 ، الذي يتم ملاحظته بشكل شائع في الخلايا التائية. بالإضافة إلى ذلك ، تتوسط الوحدات الفرعية Orai1 و Orai3 في تيار الأراكيدونات المسدود الذي لوحظ في العديد من الخلايا غير المثيرة للاستثارة [37]. لذلك ، فإن ندرة هذه البروتينات في البلدان النامية تشير إلى انخفاض الحساسية تجاه حمض الأراكيدونيك الالتهابي.

بشكل ملحوظ ، نظهر أن STIM2 و Orai2 يتم تجنيدهما في المشبك المناعي DC عند التحفيز باستخدام ICAM-1. يدعم IS تجميع جزيئات الالتصاق ، الببتيد- معقد التوافق النسيجي الكبير من الدرجة الثانية ، وجزيئات التكلفة ويسهل اللقاءات المثمرة مع الخلايا التائية [26 ، 38-40]. يصاحب تشكيل IS في البلدان النامية زيادة في [Ca 2+]أنا [41] ، وكذلك استقطاب الأكتين تجاه موقع التلامس بالخلايا التائية [26 ، 39]. من المحتمل أن يكون Ca 2+ مهمًا لإعادة ترتيب الهيكل الخلوي. في الواقع ، يتم منع التعبير السطحي لـ MHC class II و CD86 في DCs بواسطة Ca 2+ chelation [3]. تشير بياناتنا ، التي تُظهر أن المكونات الرئيسية لمجموعة SOCE في IS ، إلى أن SOCE قد تشارك في بدء أو صيانة إشارات IS و / أو IS. الدراسات المستقبلية ، نأمل أن تعالج هذه الأسئلة.

في الختام ، تشير بياناتنا إلى أن STIM2 و Orai2 هما جزيئات رئيسية تكمن وراء SOCE في البلدان النامية. علاوة على ذلك ، نظهر أن مجموعة STIM2 و Orai2 في IS ، مما يشير إلى أن إدخال Ca 2+ البؤري ينظم خصائص نقاط الاشتباك العصبي DC.


شاهد الفيديو: التغذية العلاجية السليمة للحفاظ على سلامة العمود الفقري. اهمية عنصر الكالسيوم (كانون الثاني 2022).