Kir4.1-Dependent Astrocyte-Fast Motor Neuron Interactions Are Required for Peak Strength.
Kir4.1-Dependent Astrocyte-Fast Motor Neuron Interactions Are Required for Peak Strength.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2018.03.010
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发表时间：
2018-04-18
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Rowitch DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kelley KW;Ben Haim L;Schirmer L;Tyzack GE;Tolman M;Miller JG;Tsai HH;Chang SM;Molofsky AV;Yang Y;Patani R;Lakatos A;Ullian EM;Rowitch DH
多样化的神经元对于感觉运动功能至关重要，但星形胶质细胞是否变得专门化以优化电路性能仍不清楚。脊髓的大型快速 α 运动神经元 (FαMN) 支配快肌，从而产生峰值力量。我们报告腹角星形胶质细胞以 VGLUT1 依赖性方式在 MN 周围表达内向整流 K+ 通道 Kir4.1（又名 Kcnj10）。星形胶质细胞编码的 Kir4.1 的缺失选择性地改变了 FαMN 的大小和功能，并导致峰值强度降低。 Kir4.1 在星形胶质细胞中的过度表达足以通过激活 PI3K/mTOR/pS6 通路来增加 MN 大小。在来自具有 SOD1 突变的肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 患者的星形胶质细胞中，Kir4.1 细胞自主下调。然而，即使在突变型 SOD1 背景下，星形胶质细胞 Kir4.1 对于 FαMN 的存活也是可有可无的。这些发现表明，星形胶质细胞 Kir4.1 对于维持峰值强度至关重要，并表明 Kir4.1 下调可能会将肌无力症状与 ALS 等疾病中的 MN 细胞死亡分开。 Kir4.1 在高活性 α 运动神经元 (MN) 周围的星形胶质细胞中上调 星形胶质细胞 Kir4.1 KO 导致峰值强度降低，但没有 α MN 损失 ALS 患者来源的星形胶质细胞显示细胞自主 Kir4.1 下调 星形胶质细胞 Kir4.1 通过 PI3K/mTOR/pS6 激活调节 MN 大小 Kelley 等人。研究表明，脊髓快速 α 运动神经元周围的特殊星形胶质细胞对于产生峰值强度至关重要，并且它们会受到肌萎缩侧索硬化症模型突变的影响。
Diversified neurons are essential for sensorimotor function, but whether astrocytes become specialized to optimize circuit performance remains unclear. Large fast α-motor neurons (FαMNs) of spinal cord innervate fast-twitch muscles that generate peak strength. We report that ventral horn astrocytes express the inward-rectifying K+ channel Kir4.1 (a.k.a. Kcnj10) around MNs in a VGLUT1-dependent manner. Loss of astrocyte-encoded Kir4.1 selectively altered FαMN size and function and led to reduced peak strength. Overexpression of Kir4.1 in astrocytes was sufficient to increase MN size through activation of the PI3K/mTOR/pS6 pathway. Kir4.1 was downregulated cell autonomously in astrocytes derived from amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients with SOD1 mutation. However, astrocyte Kir4.1 was dispensable for FαMN survival even in the mutant SOD1 background. These findings show that astrocyte Kir4.1 is essential for maintenance of peak strength and suggest that Kir4.1 downregulation might uncouple symptoms of muscle weakness from MN cell death in diseases like ALS. Kir4.1 is upregulated in astrocytes around high-activity alpha motor neurons (MNs) Astrocyte Kir4.1 KO caused decreased peak strength without alpha MN loss ALS patient-derived astrocytes show cell-autonomous Kir4.1 downregulation Astrocyte Kir4.1 regulates MN size through PI3K/mTOR/pS6 activation Kelley et al. show that specialized astrocytes surrounding spinal cord fast α-motor neurons are critical to generate peak strength and that they are compromised by mutations in models of amyotrophic lateral sclerosis.
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影响因子：
5.3
作者：
Djukic, Biljana;Casper, Kristen B.;McCarthy, Ken D.
通讯作者：
McCarthy, Ken D.
DOI：
10.1093/bioinformatics/btu638
发表时间：
2015-01-15
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Anders S;Pyl PT;Huber W
通讯作者：
Huber W
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作者：
Fremeau, RT;Kam, K;Edwards, RH
通讯作者：
Edwards, RH
DOI：
10.1073/pnas.1419497111
发表时间：
2014-11-25
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11.1
作者：
Hadzipasic, Muhamed;Tahvildari, Babak;McCormick, David A.
通讯作者：
McCormick, David A.
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16.2
作者：
Freeman MR;Rowitch DH
通讯作者：
Rowitch DH