Leusiinipitoinen toistojakso transmembraaniproteiinissa (LRRTM) tärkeä LTP:ssä . AMPAR rekrytointi, neurexiinit

LÄHDE:

 Soler-Llavina GJ¹, Arstikaitis P, Morishita W, Ahmad M, Südhof TC, Malenka RC.

  Leucine-rich repeat transmembrane proteins are essential for maintenance of long-term potentiation.

Neuron. 2013 Aug 7;79(3):439-46. doi: 10.1016/j.neuron.2013.06.007.

Tiivistelmä

Leusiinipitoisia  (L)   toistoja (LRR)   sisältävät  transmembraani (TM)  proteiinit ovat synaptisia soluadheesiomolekyylejä (CAM), jotka triggeröivät excitatorisen  synaptisen kokoontumisen viljellyissä neuroneissa ja vaikuttavat synaptiseen funktioon in vivo, mutta  niitten osuus synaptisessa plastisuudessa on tuntematon.
 shRNAvälitteisesti  sammutettu LRRTM1 ja LRRTM2  vastasyntyneen hiiren CA1 pyramidaalisoluissa vaikuttti LTP- blokeerautumisen akuuteissa hippokampileikkeissä.
Mutta kun lisättiin LRRTM2 molekyyliä solujen ulkotilaan, se oli riiittävä pitkäaikaispotentioitumiseen (LTP),  ehkä sen takia että se välitti sitoutumista neurexiineihin  (Nrxs)
Kun on tutkittu endogeenisten  AMPA-reseptoreitten ilmestymistä neuronisolun opintaan viljellyissä neuroneissa, on saatu viitettä siitä, että LRRTM- proteiinit pitävät yllä  AMPAreseptoreitten  esilletuomista  synapsipintaan  LTP-induktion jälkeen. ( AMPAreseptorin rekrytointi synapsipintaan)
LRRTM proteiineja vaaditaan myös kypsien synapsien LTP:ssä aikuisen CA1- pyramidaalineuroneissa, mikä viittaa siihen, että se LTP- blokki, mikä aiheutui  neonataalisten synapsien LRRTM1 ja LRRTM2  proteiinien vaimennuksesta,   ei johdu synapsikypsymisen viasta.

Abstract

Leucine-rich repeat transmembrane proteins (LRRTMs) are synaptic cell adhesion molecules that trigger excitatory synapse assembly in cultured neurons and influence synaptic function in vivo, but their role in synaptic plasticity is unknown.
 shRNA-mediated knockdown (KD) of LRRTM1 and LRRTM2 in vivo in CA1 pyramidal neurons of newborn mice blocked long-term potentiation (LTP) in acute hippocampal slices. 
Molecular replacement experiments revealed that the LRRTM2 extracellular domain is sufficient for LTP, probably because it mediates binding to neurexins (Nrxs).
 Examination of surface expression of endogenous AMPA receptors (AMPARs) in cultured neurons suggests that LRRTMs maintain newly delivered AMPARs at synapses after LTP induction. LRRTMs are also required for LTP of mature synapses on adult CA1 pyramidal neurons, indicating that the block of LTP in neonatal synapses by LRRTM1 and LRRTM2 KD is not due to impairment of synapse maturation.
Suomennosta 28.2. 2015

Perustietoa Glu-synapsista. (Strandberg J)

jatkoa synaptisesta plastisuudesta...

LÄHDE: Strandberg Joakim. Developmental plasticity of the glutamate synapse: roles of low frequency stimulation, Hebbian induction and the NMDA receptor. ISBN: 978-91-628-7882-5.

• Taustafaktaa

Noin 90 % kaikista synapseista joita kohdistuu CA1 pyramidaalisoluihin, ovat näitä glutamiinisynapseja. Glu-ergisessä hermojärjestelmässä on neljänlaisia reseptoreita. Niistä kolme on integraalisia osia kanavaproteiinista ja niitä sanotaan jonotrooppisiksi reseptoreiksi. Neljäs reseptorityyppi on G-proteiiniin linkkiytynyt ja sitä sanotaan metabotrooppiseksi reseptoriksi.
(CA= Cornu Ammonis)

• Jonotrooppiset reseptorit ovat

AMPA-reseptori (AMPAR)
(AMPA= alfa-amino-3-hyrdoxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid)

NMDA-reseptori (NMDAR)
(NMDA=N-methyl-D-aspartate)

Kainaattireseptori (KAR)
(KA= Kainic acid, kainate) 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3929045/
Näitä reseptoreita on runsaasti kertynyt ryvästyminä postsynaptiseen tiivistymään (PSD).Tämä on rakenne, jossa on reseptorien lisäksi iso joukko proteiineja kuten kinaaseja, fosfataaseja, tukirakenneproteiineja ja adaptoriproteiineja, jotka ovat liittyneet toisiinsa ja sytoskeletoniin ( kertovat Okabe 2007 ja Feng et Zhang 2009).

• Metabotrooppinen reseptori

mGluR ( metabotropic glutamate receptor)

(Tässä täytyy välillä sanoa, että neuroneja piirrettäessaä kymmenen vuotta sitten kuvat olivat kauniita kuin champignon sieni ja siinä valkealla synapsipinnalla oli vuosi vuodelta enemmän reseptoria ja jonikanavaa, mutta mitään erityisempää synapsirakennetta ei ole 90-luvulla voitu esittää näitten reseptoreitten maastoksi, fiksaatioksi tai niitten syklin kartaksi. Tämän takia otan näitä termejä esiin ja reseptoreitten uudet nimet. Ne on luokiteltu viime vuonna, 2009, uudestaan).

• Termejä.

GluA= AMPA receptor subunits, AMPA reseptorin alayksiköt
GluN= NMDA receptor subunits, NMDA-reseptorin alayksiköt
GluK= Kainate receptor subunits , Kainaattireseptorin alayksiköt

Nämä reseptorit sijaitsevat postsynaptisessa kalvossa geografisesti siten, että NMDA-reseptorit ryvästyvät keskelle ja AMPA-reseptorit periferiaan PSD-materiaalissa vastaten presynaptista aktiviteetti aluetta kuin " töpseli" ja metabotrooppiset reseptorit sensijaanovat perisynaptisesti synapsireunamilla.

PSD= post synaptic density
AP2= adaptor protein
CaMKII= Calcium-Calmodulin dependent kinase II
PKA= protein kinase A (cAMP dependent protein kinase)
PKC= protein kinase C
PICK1= protein interacting with C-kinase
PLC= phospholipase C
PP1= Protein phosphatase 1
PP2A= protein phosphatase 2A
PP2B = protein phosphatase 2B
PSD-MAGUK= PSD-associated guanylate kinase
STEP= Striatal enriched protein tyrosine phosphatase
TARP= transmembrane AMPA-R regulatory protein
VGCC= Voltage gated Ca++ channel