CNS Neurons Deposit Laminin α5 to Stabilize Synapses.
CNS Neurons Deposit Laminin α5 to Stabilize Synapses.
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CNS神经元沉积层粘连蛋白α5以稳定突触。
DOI：
10.1016/j.celrep.2017.10.028
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发表时间：
2017-10-31
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Koleske AJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Omar MH;Kerrisk Campbell M;Xiao X;Zhong Q;Brunken WJ;Miner JH;Greer CA;Koleske AJ
发育中的大脑中的突触在结构上是动态的，但在成年早期变得稳定。我们在这里证明，α5-亚基含有层粘连蛋白稳定突触在这个发展的过渡。在青春期，海马神经元在突触处沉积存款层粘连蛋白α5，因为连接稳定。层粘连蛋白α5在神经元中的破坏引起树突棘头部大小的剧烈波动，这可以通过含有层粘连蛋白的外源性α5来挽救。层粘连蛋白α5在体内的条件性缺失增加了树突棘的大小，并导致伴随行为缺陷的突触的年龄依赖性丧失。剩余的突触具有更大的突触后密度和增强的神经传递。最后，我们提供的证据表明，层粘连蛋白α5通过整合素α3β1-β 2激酶-p190 RhoGAP信号级联发挥作用，并与层粘连蛋白β2合作调节树突棘密度和行为。总之，我们的研究结果确定层粘连蛋白α5作为大脑中树突棘和突触的稳定剂，并阐明其作用的关键细胞和分子机制。在发育中的大脑中，突触结构在成年早期从动态过渡到稳定。Omar等人鉴定了沉积在脑中突触处的层粘连蛋白分子，其对于出生后早期发育和成年之间的树突棘结构调节和突触稳定性是必需的。
Synapses in the developing brain are structurally dynamic but become stable by early adulthood. We demonstrate here that an α5-subunit-containing laminin stabilizes synapses during this developmental transition. Hippocampal neurons deposit laminin α5 at synapses during adolescence as connections stabilize. Disruption of laminin α5 in neurons causes dramatic fluctuations in dendritic spine head size that can be rescued by exogenous α5-containing laminin. Conditional deletion of laminin α5 in vivo increases dendritic spine size and leads to an age-dependent loss of synapses accompanied by behavioral defects. Remaining synapses have larger postsynaptic densities and enhanced neurotransmission. Finally, we provide evidence that laminin α5 acts through an integrin α3β1-Abl2 kinase-p190RhoGAP signaling cascade and partners with laminin β2 to regulate dendritic spine density and behavior. Together, our results identify laminin α5 as a stabilizer of dendritic spines and synapses in the brain and elucidate key cellular and molecular mechanisms by which it acts. In the developing brain, synaptic structure transitions from dynamic to stable by early adulthood. Omar et al. identify a laminin molecule deposited at synapses in the brain that is essential for dendritic spine structural regulation and synapse stability between early postnatal development and adulthood.
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