Modulation of SK Channels via Calcium Buffering Tunes Intrinsic Excitability of Parvalbumin Interneurons in Neuropathic Pain: A Computational and Experimental Investigation
Notice bibliographique
Résumé
Parvalbumin-expressing interneurons (PVINs) play a crucial role within the dorsal horn of the spinal cord by preventing touch inputs from activating pain circuits. In both male and female mice, nerve injury decreases PVINs' output via mechanisms that are not fully understood. In this study, we show that PVINs from nerve-injured male mice change their firing pattern from tonic to adaptive. To examine the ionic mechanisms responsible for this decreased output, we used a reparametrized Hodgkin-Huxley type model of PVINs, which predicted (1) the firing pattern transition is because of an increased contribution of small conductance calcium-activated potassium (SK) channels, enabled by (2) impairment in intracellular calcium buffering systems. Analyzing the dynamics of the Hodgkin-Huxley type model further demonstrated that a generalized Hopf bifurcation differentiates the two types of state transitions observed in the transient firing of PVINs. Importantly, this predicted mechanism holds true when we embed the PVIN model within the neuronal circuit model of the spinal dorsal horn. To experimentally validate this hypothesized mechanism, we used pharmacological modulators of SK channels and demonstrated that (1) tonic firing PVINs from naive male mice become adaptive when exposed to an SK channel activator, and (2) adapting PVINs from nerve-injured male mice return to tonic firing on SK channel blockade. Our work provides important insights into the cellular mechanism underlying the decreased output of PVINs in the spinal dorsal horn after nerve injury and highlights potential pharmacological targets for new and effective treatment approaches to neuropathic pain. SIGNIFICANCE STATEMENTParvalbumin-expressing interneurons (PVINs) exert crucial inhibitory control over Aβ fiber-mediated nociceptive pathways at the spinal dorsal horn. The loss of their inhibitory tone leads to neuropathic symptoms, such as mechanical allodynia, via mechanisms that are not fully understood. This study identifies the reduced intrinsic excitability of PVINs as a potential cause for their decreased inhibitory output in nerve-injured condition. Combining computational and experimental approaches, we predict a calcium-dependent mechanism that modulates PVINs' electrical activity following nerve injury: a depletion of cytosolic calcium buffer allows for the rapid accumulation of intracellular calcium through the active membranes, which in turn potentiates SK channels and impedes spike generation. Our results therefore pinpoint SK channels as potential therapeutic targets for treating neuropathic symptoms.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».