Dual cholinergic and serotonergic excitatory pathways mediate oxygen sensing in the zebrafish gill
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The evolution of oxygen sensing included a transition from a diffuse distribution of respiratory chemoreceptors in the gills of water‐breathing vertebrates to chemoreceptor clusters confined to the pulmonary epithelium and carotid body in air‐breathers. Since the excitatory neurotransmitters mediating oxygen sensing in anamniotes have never been confirmed, the origins of oxygen sensing in vertebrates have remained controversial. In gills isolated from Tg( elavl3 :GCaMP6s) zebrafish expressing a genetically encoded reporter of intracellular Ca 2+ concentration ([Ca 2+ ] i ), we demonstrate that acetylcholine (ACh) and nicotine induced a dose‐dependent increase in [Ca 2+ ] i in postsynaptic sensory neurons innervating oxygen‐chemoreceptive neuroepithelial cells (NECs). Hypoxic stimulation of NECs evoked a similar rise in neuronal [Ca 2+ ] i that was abolished by the nicotinic antagonist hexamethonium. Using immunohistochemistry and RT‐qPCR, we identified a novel population of ACh‐containing NECs associated with sensory neurons expressing the α2 subunit of nicotinic ACh receptors. In vivo whole‐larva Ca 2+ imaging showed that cholinergic and hypoxic activation of the gills generated Ca 2+ activity in neurons of vagal sensory ganglia with time‐dependent characteristics of neurotransmission towards the hindbrain. We identified a second source of hypoxic activity in vagal sensory ganglia operating exclusively through 5‐HT 3 receptors and dependent upon vesicular monoamine transport (VMAT2) in the gill. We traced expression of 5‐HT 3 receptors to nerve terminals surrounding a separate population of serotonergic VMAT2‐positive NECs. Our investigation reveals independent cholinergic and serotonergic autonomic pathways of oxygen sensing in zebrafish and provides novel physiological evidence consistent with the idea that gill chemoreceptors are homologues of both pulmonary and carotid body chemoreceptors in mammals. image Key points The excitatory neurotransmitters mediating oxygen sensing in anamniotes have never been confirmed. Thus, the origins of oxygen sensing in vertebrates have remained controversial. In transgenic zebrafish expressing a genetically encoded reporter of intracellular Ca 2+ concentration, we identified two independent pathways of oxygen sensing in the gill: one involving acetylcholine and interneurons intrinsic to the gill, and the other via serotonin acting directly upon ganglionic neurons. Both pathways resulted in excitation of vagal sensory ganglia that receive hypoxic inputs from the gills and innervate the hindbrain. We argue that gill chemoreceptors are homologues of both pulmonary and carotid body chemoreceptors in mammals.
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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.
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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 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 ».