Details

Данная работа посвящена изучению роли парвальбумин-положительных (PV+) интернейронов гиппокампа в регуляции долговременной синаптической пластичности. С помощью оптогенетики исследовано влияние активации (каналородопсин ChR2) и инактивации (археродопсин eArch3.0) PV+ интернейронов на индукцию долговременной потенциации (ДВП) в поле CA1 гиппокампа мышей. Использованы следующие методы: стереотаксическая доставка вирусных конструкций в CA1, флуоресцентная микроскопия, электрофизиологическая регистрация полевых возбуждающих постсинаптических потенциалов на переживающих срезах, индукция ДВП с помощью тета-стимуляции, блокада NMDA-рецепторов (D-AP5) и анализ коэффициента парного отношения амплитуд. Установлено, что оптогенетическая модуляция PV+ интернейронов не изменяет базовую синаптическую передачу в синапсах CA3-CA1. Активация PV+ интернейронов подавляет индукцию ДВП, а их инактивация достоверно усиливает ее, при этом ДВП сохраняет NMDA-зависимый характер. При инактивации PV+ интернейронов выявлено снижение коэффициента парного отношения амплитуд. Полученные данные показывают роль перисоматического торможения в запуске NMDA-зависимых процессов пластичности и важны для понимания механизмов памяти и когнитивных нарушений при эпилепсии, шизофрении и болезни Альцгеймера.

The given work is devoted to studying the role of parvalbumin-positive (PV+) interneurons of the hippocampus in the regulation of long-term synaptic plasticity. Using optogenetics, the effects of activation with channelrhodopsin ChR2 and inactivation with archaerhodopsin eArch3.0 of PV+ interneurons on the induction of long-term potentiation (LTP) in the CA1 region of the mouse hippocampus were investigated. The following methods were used: stereotaxic delivery of viral constructs into CA1, fluorescence microscopy, electrophysiological recording of field excitatory postsynaptic potentials in acute slices, induction of LTP by theta-burst stimulation, blockade of NMDA receptors with D-AP5, and paired-pulse ratio analysis. It was found that optogenetic modulation of PV+ interneurons does not alter basal synaptic transmission at CA3–CA1 synapses. Activation of PV+ interneurons suppresses LTP induction, whereas their inactivation significantly enhances it; in both cases, LTP retains its NMDA-dependent nature. Inactivation of PV+ interneurons was associated with a decrease in the paired-pulse ratio. The obtained data demonstrate the role of perisomatic inhibition in the initiation of NMDA-dependent plasticity processes and are important for understanding the mechanisms of memory and cognitive impairments in epilepsy, schizophrenia, and Alzheimer’s disease.