Neuronal Ig/Caspr recognition promotes the formation of axoaxonic synapses in mouse spinal cord.
Neuronal Ig/Caspr recognition promotes the formation of axoaxonic synapses in mouse spinal cord.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2013.10.060
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发表时间：
2014-01-08
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Kaltschmidt JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ashrafi S;Betley JN;Comer JD;Brenner-Morton S;Bar V;Shimoda Y;Watanabe K;Peles E;Jessell TM;Kaltschmidt JA
抑制性微电路的连接精度是其在神经信息处理中复杂调节作用的基础。在脊髓中，一类特殊的 GABA 能中间神经元 (GABApre) 介导感觉运动突触的突触前抑制控制。这些 GABA 能神经元的突触靶向表现出对本体感觉感觉末梢的绝对依赖性，但这种特殊轴轴组织的分子基础仍不清楚。在这里，我们发现 NB2 (Contactin5)/Caspr4 辅助受体复合物的感觉表达，以及 NrCAM/CHL1 的脊髓中间神经元表达，指导 GABA 能纽扣在感觉末端的高密度积累。此外，基因消除 NB2 会导致高密度 GABA 前感觉突触的抑制性突触不成比例地剥离，这表明 GABA 前神经元的前末端轴突竞争进入各个感觉末端。我们的研究结果定义了一种识别复合物，有助于专门的 GABA 微电路的组装和组织。感觉 Ig/Caspr4 复合物指导小鼠脊髓中的抑制性突触形成 消除 NB2 导致 GABA 前感觉突触数量减少 定量模型表明轴轴突触形成的竞争 接触蛋白/Caspr 复合物在中央突触形成中的作用 在哺乳动物回路中赋予突触特异性的机制仍不清楚。阿什拉菲等人。描述了接触蛋白-Caspr 识别在指导发育中的小鼠脊髓中突触前抑制微电路的形成中的选择性作用。
Inhibitory microcircuits are wired with a precision that underlies their complex regulatory roles in neural information processing. In the spinal cord, one specialized class of GABAergic interneurons (GABApre) mediates presynaptic inhibitory control of sensory-motor synapses. The synaptic targeting of these GABAergic neurons exhibits an absolute dependence on proprioceptive sensory terminals, yet the molecular underpinnings of this specialized axoaxonic organization remain unclear. Here, we show that sensory expression of an NB2 (Contactin5)/Caspr4 coreceptor complex, together with spinal interneuron expression of NrCAM/CHL1, directs the high-density accumulation of GABAergic boutons on sensory terminals. Moreover, genetic elimination of NB2 results in a disproportionate stripping of inhibitory boutons from high-density GABApre-sensory synapses, suggesting that the preterminal axons of GABApre neurons compete for access to individual sensory terminals. Our findings define a recognition complex that contributes to the assembly and organization of a specialized GABAergic microcircuit. Sensory Ig/Caspr4 complex directs inhibitory synapse formation in mouse spinal cord Eliminating NB2 results in a reduced number of GABApre-sensory synapses Quantitative modeling suggests competition for formation of axoaxonic synapses Role for a contactin/Caspr complex in central synapse formation The mechanisms that confer synaptic specificity in mammalian circuits remain unclear. Ashrafi et al. describe a selective role for contactin-Caspr recognition in directing the formation of a presynaptic inhibitory microcircuit in the developing mouse spinal cord.
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Lin, Yingxi;Bloodgood, Brenda L.;Hauser, Jessica L.;Lapan, Ariya D.;Koon, Alex C.;Kim, Tae-Kyung;Hu, Linda S.;Malik, Athar N.;Greenberg, Michael E.
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Madisen L;Zwingman TA;Sunkin SM;Oh SW;Zariwala HA;Gu H;Ng LL;Palmiter RD;Hawrylycz MJ;Jones AR;Lein ES;Zeng H
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