Rewiring neuronal microcircuits of the brain via spine head protrusions-a role for synaptopodin and intracellular calcium stores
Notice bibliographique
Résumé
Neurological diseases associated with neuronal death are also accompanied by axonal denervation of connected brain regions. In these areas, denervation leads to a decrease in afferent drive, which may in turn trigger active central nervous system (CNS) circuitry rearrangement. This rewiring process is important therapeutically, since it can partially recover functions and can be further enhanced using modern rehabilitation strategies. Nevertheless, the cellular mechanisms of brain rewiring are not fully understood. We recently reported a mechanism by which neurons remodel their local connectivity under conditions of network-perturbance: hippocampal pyramidal cells can extend spine head protrusions (SHPs), which reach out toward neighboring terminals and form new synapses. Since this form of activity-dependent rewiring is observed only on some spines, we investigated the required conditions. We speculated, that the actin-associated protein synaptopodin, which is involved in several synaptic plasticity mechanisms, could play a role in the formation and/or stabilization of SHPs. Using hippocampal slice cultures, we found that ~70 % of spines with protrusions in CA1 pyramidal neurons contained synaptopodin. Analysis of synaptopodin-deficient neurons revealed that synaptopodin is required for the stability but not the formation of SHPs. The effects of synaptopodin could be linked to its role in Ca(2+) homeostasis, since spines with protrusions often contained ryanodine receptors and synaptopodin. Furthermore, disrupting Ca(2+) signaling shortened protrusion lifetime. By transgenically reintroducing synaptopodin on a synaptopodin-deficient background, SHP stability could be rescued. Overall, we show that synaptopodin increases the stability of SHPs, and could potentially modulate the rewiring of microcircuitries by making synaptic reorganization more efficient.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».