Electrophysiological and Imaging Analysis of GFP-Tagged Protein Kinase C γ Translocation in Cerebellar Purkinje Cells
Electrophysiological and Imaging Analysis of GFP-Tagged Protein Kinase C γ Translocation in Cerebellar Purkinje Cells
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小脑浦肯野细胞中 GFP 标记的蛋白激酶 C γ 易位的电生理学和成像分析
DOI：
10.1007/s12311-022-01384-6
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Hosoi N.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hirai H;Fukai Y;Konno A;Hosoi N.
小脑含有中枢神经系统中最高密度的蛋白激酶 C (PKC)。 PKCγ 是主要同种型，占小脑中 PKC 的一半以上，仅在浦肯野细胞 (PC) 中表达。失活的 PKCγ 位于 PC 树突和胞体的细胞质中，在激活后开始易位至细胞膜。然而，诱导 PC 中 PKCγ 易位的生理条件仍然很大程度上未知。在这里，我们在 PC 中病毒表达 PKCγ-GFP，并通过全细胞膜片钳分析结合共聚焦 GFP 荧光成像检查诱导其易位到 PC 树突的条件。对攀爬纤维 (CF) 进行单次或重复（150 个脉冲，5 Hz，持续 30 秒）电刺激，在 PC 中产生复杂的尖峰，但未能诱导 PKCγ-GFP 易位至 PC 的树突轴。尽管 PC 以高速率连续产生简单的尖峰，但向 PC 注入直流电流（+ 2 nA，持续 3 秒）也不会引起易位。相比之下，高频平行纤维 (PF) 刺激（50 Hz 下的 50 个脉冲，持续 1 秒）会触发动作电位，然后持续去极化（称为 mGluR1 介导的缓慢去极化），导致细胞质 PKCγ-GFP 易位到膜上。低频 PF 刺激（5 Hz 下 150 个脉冲，持续 30 秒）诱导连续的简单尖峰放电，但不诱导易位。这些结果表明，CF 触发的去极化会导致 Ca2+ 通过电压门控 Ca2+ 通道流入整个 PC 树突和体细胞，不足以诱导 PKCγ 易位，而是需要高频 PF 刺激来激活 mGluR1。
The cerebellum contains the highest density of protein kinase C (PKC) in the central nervous system. PKCγ, the major isotype accounting for over half of the PKCs in the cerebellum, is expressed exclusively in Purkinje cells (PCs). Inactivated PKCγ, which is localized in the cytoplasm of PC dendrites and soma, begins to translocate to the cell membrane upon activation. However, the physiological conditions that induce PKCγ translocation in PC remain largely unknown. Here, we virally expressed PKCγ-GFP in PCs and examined the conditions that induced its translocation to PC dendrites by whole-cell patch clamp analysis combined with confocal GFP fluorescence imaging. A single or repetitive (150 pulses at 5 Hz for 30 s) electrical stimulation to a climbing fiber (CF), which produced a complex spike(s) in PC, failed to induce translocation of PKCγ-GFP to the dendritic shaft of PCs. Direct current injection (+ 2 nA for 3 s) to PC also did not induce the translocation, although PCs generated simple spikes continuously at high rates. In contrast, high-frequency parallel fiber (PF) stimulation (50 pulses at 50 Hz for 1 s), which triggered action potentials followed by sustained depolarization (known as mGluR1-mediated slow depolarization), caused translocation of cytoplasmic PKCγ-GFP to the membrane. Low-frequency PF stimulation (150 pulses at 5 Hz for 30 s) induced continuous simple spike firing but did not induce translocation. These results suggest that CF-triggered depolarization, which causes Ca2+influx through voltage-gated Ca2+channels throughout PC dendrites and somas, is insufficient to induce the translocation of PKCγ, instead requiring high-frequency PF stimulation that activates mGluR1.
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DOI：
10.1523/jneurosci.5530-10.2011
发表时间：
2011-10
期刊：
The Journal of Neuroscience
影响因子：
--
作者：
A. Shuvaev;Hajime Horiuchi;T. Seki;H. Goenawan;T. Irie;Akira Iizuka;N. Sakai;H. Hirai
通讯作者：
A. Shuvaev;Hajime Horiuchi;T. Seki;H. Goenawan;T. Irie;Akira Iizuka;N. Sakai;H. Hirai
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DOI：
10.1016/s0021-9258(18)33427-6
发表时间：
1982
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
A. Kraft;W. Anderson;H. Cooper;J. J. Sando
通讯作者：
J. J. Sando
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影响因子：
7.3
作者：
Takeshi Hashimoto;Katsuhiko Ase;S. Sawamura;U. Kikkawa;Naoaki Saito;Chikako Tanaka;Yasutomi Nishizuka
通讯作者：
Yasutomi Nishizuka
发育中小脑浦肯野细胞的活动依赖性树突重塑
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
作者：
Yukari Takeo;Michisuke Yuzaki
通讯作者：
Michisuke Yuzaki
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影响因子：
7.8
作者：
Sakai, N;Sasaki, K;Ikegaki, N;Shirai, Y;Ono, Y;Saito, N
通讯作者：
Saito, N