Chemogenetic regulation of the TARP-lipid interaction mimics LTP and reversibly modifies behavior.
Chemogenetic regulation of the TARP-lipid interaction mimics LTP and reversibly modifies behavior.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2023.112826
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发表时间：
2023-08-29
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影响因子：
8.8
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
长时程增强（LTP）是突触可塑性的一种表现形式，被认为是记忆形成的基础。Hebbian突触后表达的LTP需要TARPγ-8磷酸化以用于AMPA受体（AMPAR）的突触插入。然而，目前尚不清楚TARP介导的AMPAR插入是否足以改变行为。在这里，我们报告了一种化学发生工具ExSYTE（由工程化TARPγ-8兴奋性突触传递调节剂）的开发，以模拟TARP与质膜以强力霉素依赖性方式的细胞质相互作用。我们使用这个工具来检查特定的作用，突触AMPAR增强杏仁核神经元激活的恐惧条件反射。这些神经元中活性ExSYTE的选择性表达以强力霉素依赖的方式增强AMPAR介导的突触传递，阻断突触诱导的LTP，并模拟由线索恐惧条件反射触发的冻结。因此，TARP-膜相互作用的化学遗传学控制对于LTP样突触AMPAR插入是足够的，其模仿恐惧条件反射。化学发生工具ExSYTE控制TARP与质膜的相互作用并增强AMPAR介导的传递，从而模拟突触诱导的LTP。激活的神经元中ExSYTE的选择性表达以化学发生方式改变行为。
Long-term potentiation (LTP), a well-characterized form of synaptic plasticity, is believed to underlie memory formation. Hebbian, postsynaptically expressed LTP requires TARPγ–8 phosphorylation for synaptic insertion of AMPA receptors (AMPARs). However, it is unknown whether TARP-mediated AMPAR insertion alone is sufficient to modify behavior. Here, we report the development of a chemogenetic tool, ExSYTE (Excitatory SYnaptic Transmission modulator by Engineered TARPγ–8), to mimic the cytoplasmic interaction of TARP with the plasma membrane in a doxycycline-dependent manner. We use this tool to examine the specific role of synaptic AMPAR potentiation in amygdala neurons that are activated by fear conditioning. Selective expression of active ExSYTE in these neurons potentiates AMPAR-mediated synaptic transmission in a doxycycline-dependent manner, occludes synaptically induced LTP, and mimics freezing triggered by cued fear conditioning. Thus, chemogenetic controlling of the TARP-membrane interaction is sufficient for LTP-like synaptic AMPAR insertion, which mimics fear conditioning. A chemogenetic tool, ExSYTE, controls the interaction of TARP with plasma membranes and potentiates AMPAR-mediated transmission, thereby mimicking synaptically induced LTP. Selective expression of ExSYTE in activated neurons modifies behavior in a chemogenetic manner.
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