interaction of norepinephrine and glucocorticoids modulate inhibition of principle cells of layer ii medial entorhinal cortex in male mice

تآثر النورإبينفرين والقشرانيات السكرية يُعدّل تثبيط الخلايا الرئيسية في الطبقة الثانية من القشرة الشمية الداخلية الإنسية لدى ذكور الفئران

Clicks: 340
ID: 182714
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #28 of 50 articles by views in Diabetes

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Spatial memory processing requires functional interaction between the hippocampus and the medial entorhinal cortex (MEC). The grid cells of the MEC are most abundant in layer II and rely on a complex network of local inhibitory interneurons to generate spatial firing properties. Stress can cause spatial memory deficits in males, but the specific underlying mechanisms affecting the known memory pathways remain unclear. Stress activates both the autonomic nervous system and the hypothalamic-pituitary-adrenal axis to release norepinephrine (NE) and glucocorticoids, respectively. Given that adrenergic receptor (AR) and glucocorticoid receptor (GR) expression is abundant in the MEC, both glucocorticoids and NE released in response to stress may have rapid effects on MEC-LII networks. We used whole-cell patch clamp electrophysiology in MEC slice preparations from male mice to test the effects of NE and glucocorticoids on inhibitory synaptic inputs of MEC-LII principal cells. Application of NE (100 μM) increased the frequency and amplitude of spontaneous inhibitory post-synaptic currents (sIPSCs) in approximately 75% of the principal cells tested. Unlike NE, bath application of dexamethasone (Dex, 1 μM), a synthetic glucocorticoid, or corticosterone (1 μM) the glucocorticoid in rodents, rapidly decreased the frequency of sIPSCs, but not miniature (mIPSCs) in MEC-LII principal cells. Interestingly, pre-treatment with Dex prior to NE application led to an NE-induced increase in sIPSC frequency in all cells tested. This effect was mediated by the α1-AR, as application of an α1-AR agonist, phenylephrine (PHE) yielded the same results, suggesting that a subset of cells in MEC-LII are unresponsive to α1-AR activation without prior activation of GR. We conclude that activation of GRs primes a subset of principal cells that were previously insensitive to NE to become responsive to α1-AR activation in a transcription-independent manner. These findings demonstrate the ability of stress hormones to markedly alter inhibitory signaling within MEC-LII circuits and suggest the intriguing possibility of modulation of network processing upstream of the hippocampus.
تتطلب معالجة الذاكرة المكانية تفاعلاً وظيفياً بين الحُصين والقشرة الشمية الداخلية الإنسية (MEC). وتتوافر الخلايا الشبكية بكثرة في الطبقة الثانية (LII) من القشرة الشمية الداخلية الإنسية، وتعتمد على شبكة معقدة من العصبونات البينية التثبيطية المحلية لتوليد خصائص الإطلاق المكاني. يمكن للإجهاد أن يسبب قصوراً في الذاكرة المكانية لدى الذكور، غير أن الآليات الدقيقة الكامنة وراء تأثيره في مسارات الذاكرة المعروفة لا تزال غير واضحة. يُنشّط الإجهاد كلاً من الجهاز العصبي الذاتي والمحور الوطائي-النخامي-الكظري لإفراز النورإبينفرين (NE) والقشرانيات السكرية (glucocorticoids)، على التوالي. ونظراً لوفرة التعبير عن المستقبلات الأدرينالية (AR) ومستقبلات القشرانيات السكرية (GR) في القشرة الشمية الداخلية الإنسية، فإن كلاً من القشرانيات السكرية والنورإبينفرين المُفرَزَين استجابةً للإجهاد قد يمارسان تأثيرات سريعة على شبكات الطبقة الثانية من هذه القشرة (MEC-LII). استخدمنا الفيزيولوجيا الكهربائية بتقنية مشبك الرقعة للخلية الكاملة (whole-cell patch clamp) في تحضيرات لشرائح من القشرة الشمية الداخلية الإنسية لذكور الفئران لاختبار تأثيرات النورإبينفرين والقشرانيات السكرية على المدخلات المشبكية التثبيطية للخلايا الرئيسية في الطبقة الثانية (MEC-LII). أدى تطبيق النورإبينفرين (100 ميكرومولار) إلى زيادة تواتر وسعة التيارات التثبيطية التلقائية لما بعد المشبك (sIPSCs) في حوالي 75% من الخلايا الرئيسية المفحوصة. وعلى عكس النورإبينفرين، أدى الغمر بالديكساميثازون (Dex، بتركيز 1 ميكرومولار)، وهو قشراني سكري اصطناعي، أو الكورتيكوستيرون (1 ميكرومولار)، وهو القشراني السكري في القوارض، إلى خفض سريع في تواتر التيارات التثبيطية التلقائية لما بعد المشبك، دون التأثير على التيارات المصغرة (mIPSCs) في الخلايا الرئيسية للطبقة الثانية من القشرة الشمية الداخلية الإنسية. ومن المثير للاهتمام أن المعالجة المسبقة بالديكساميثازون قبل تطبيق النورإبينفرين أدت إلى زيادة مستحثة بالنورإبينفرين في تواتر التيارات التثبيطية التلقائية لما بعد المشبك في جميع الخلايا المفحوصة. وقد تم هذا التأثير بوساطة المستقبل الأدرينالي α1 (α1-AR)، حيث أسفر تطبيق ناهض هذا المستقبل، الفينيليفرين (PHE)، عن النتائج ذاتها، مما يشير إلى أن فئة فرعية من خلايا الطبقة الثانية في القشرة الشمية الداخلية الإنسية لا تستجيب لتنشيط مستقبلات α1-AR دون تنشيط مسبق لمستقبلات القشرانيات السكرية. ونستنتج من ذلك أن تنشيط مستقبلات القشرانيات السكرية يُهيّئ فئة فرعية من الخلايا الرئيسية التي كانت غير حساسة للنورإبينفرين سابقاً لتصبح مستجيبة لتنشيط مستقبلات α1-AR بآلية مستقلة عن النسخ الجيني. تُظهر هذه النتائج قدرة هرمونات الإجهاد على إحداث تعديلات ملحوظة في الإشارات التثبيطية داخل دوائر الطبقة الثانية من القشرة الشمية الداخلية الإنسية، وتشير إلى إمكانية مثيرة للاهتمام لتعديل معالجة الشبكات العصبية في المراحل السابقة للحُصين.
Reference Key
hartner2018frontiersinteraction Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Jeremiah P. Hartner, Laura A. Schrader
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal Diabetes
Year 2018
DOI
10.3389/fnsyn.2018.00003
URL
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnsyn.2018.00003/full
Keywords
inhibitory interneurons neuropsychiatry biological psychiatry

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.