Ripple-selective GABAergic projection cells in the hippocampus.

通讯作者

Ivan Soltesz

Introduction

• SPW-R
  • Sharp-wave 成分由CA3的兴奋性传入树突诱发的同步性去极化
  • Ripple成分（120-200 Hz）被认为是由CA1锥体细胞（PC）和本地快速放电的的中间神经元（INs）之间的微环路互动产生的，这些神经元的活动是由与Sharp-wave相关的兴奋性输入启动的。
• dlx5/6-Cre 小鼠，特异性标价GABA能中间神经元
• Grik4-Cre 小鼠，特异性标记CA3的锥体细胞
• Chrm2-tdT knock-in line小鼠特异性标记M2R阳性细胞
• Chrm2-tdT knock-in line小鼠可以特异性标记TORO细胞

Results

• 使用 juxtacellular recording，在CA1始层记录到Theta-On, Ripple Off的GABA能中间神经元（TORO cell）
  • 该细胞在theta时几乎不放电，在ripple时高放电，且放电略早与Ripple事件

• 使用Allen Brain Observatory 的数据，发现TORO细胞只在海马中能被鉴别出来
• 在dlx5/6-Cre中注射钙指示剂，小鼠上在一侧使用双光子钙成像，另一侧植入电极记录场电
  • 发现钙信号和ripple 事件相关，theta时几乎没有
  • 使用算法可以鉴别出在theta期间不活动，ripple活动的TORO细胞
  • 免疫组化发现，TORO细胞上都表达M2R (muscarinic type 2 receptors )
• 作者也研究了小鼠在睡眠过程中的TORO细胞的活动
  • 发现，与ripple相关的awake rest和NREM期间细胞活动更高
• Grik4-Cre小鼠的CA3注射ChR2，使CA3锥体细胞带上光敏通道，在CA1使用蓝光激活
  • 发现，相比于Non-TORO细胞，TORO细胞可以被蓝光激活
  • 说明TORO细胞接收CA3的兴奋性输入
• 在dlx5/6-Cre小鼠的MS中注射ChR2的病毒，使MS的GABA能中间神经元带上光敏通道，在CA1使用蓝光激活投射
  • 发现，在REST时期给予蓝光时，TORO细胞的活动受到明显的抑制
  • 说明TORO细胞接收MS的GABA能输入
• 由于TORO细胞为M2R阳性，因此使用Chrm2-tdT knock-in line小鼠可以特异性标记TORO细胞
  • 对其的下游进行示踪后发现，其对EC/HC/SUB/RSC/ACC/LS/DMS都有投射
• Chrm2-tdT特异性标记TORO细胞，并对TORO细胞和本地的细胞进行双patch记录
  • 发现TORO细胞对本地的中间神经元如PV/CCK都有抑制性的作用
  • 但是对本地的锥体细胞几乎没有抑制作用

参考文献

Szabo, Gergely G., et al. "Ripple-selective GABAergic projection cells in the hippocampus." Neuron (2022).