Mechanisms of noradrenergic modulation of synaptic transmission and neuronal excitability in ventral horn neurons of the rat spinal cord
Mechanisms of noradrenergic modulation of synaptic transmission and neuronal excitability in ventral horn neurons of the rat spinal cord
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去甲肾上腺素能调节大鼠脊髓腹角神经元突触传递和神经元兴奋性的机制
DOI：
10.1016/j.neuroscience.2019.03.026
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Kohno T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shoji H;Ohashi M;Hirano T;Watanabe K;Endo N;Baba H;Kohno T
去甲肾上腺素（NA）调节脊髓运动网络的运动和促进神经可塑性，可能有助于神经网络的激活和神经可塑性在脊髓损伤的恢复阶段。然而，无论是效果，也是NA的机制对脊髓腹角（VH）神经元的突触传递和神经元兴奋性的特点，特别是在大鼠出生后7天或以上。为了深入了解NA调节VH神经元活性，我们在晚期新生大鼠（出生后第7-15天）中使用全细胞膜片钳方法。在-70 mV的电压钳记录中，NA通过激活突触前神经元的体细胞α1和β肾上腺素受体增加兴奋性突触后电流的频率和幅度。此外，NA还通过激活突触后α1和β肾上腺素能受体而引起内向电流。在保持电位为0 mV时，NA还通过激活突触前神经元的体细胞肾上腺素能受体增加GABA能和甘氨酸能抑制性突触后电流的频率和幅度。在电流钳记录，NA去极化静息膜电位和增加的动作电位放电频率在VH神经元，表明它增强了这些神经元的兴奋性。我们的研究结果提供了新的见解，建立NA为基础的药物治疗作为一种有效的方法，激活脊髓VH的神经网络在脊髓损伤的恢复阶段。
Noradrenaline (NA) modulates the spinal motor networks for locomotion and facilitates neuroplasticity, possibly assisting neuronal network activation and neuroplasticity in the recovery phase of spinal cord injuries. However, neither the effects nor the mechanisms of NA on synaptic transmission and neuronal excitability in spinal ventral horn (VH) neurons are well characterized, especially in rats aged 7 postnatal days or older. To gain insight into NA regulation of VH neuronal activity, we used a whole-cell patch-clamp approach in late neonatal rats (postnatal day 7–15). In voltage-clamp recordings at − 70 mV, NA increased the frequency and amplitude of excitatory postsynaptic currents via the activation of somatic α1- and β-adrenoceptors of presynaptic neurons. Moreover, NA induced an inward current through the activation of postsynapticα1- and β-adrenoceptors. At a holding potential of 0 mV, NA also increased frequency and amplitude of both GABAergic and glycinergic inhibitory postsynaptic currents via the activation of somatic adrenoceptors in presynaptic neurons. In current-clamp recordings, NA depolarized resting membrane potentials and increased the firing frequency of action potentials in VH neurons, indicating that it enhances the excitability of these neurons. Our findings provide new insights that establish NA-based pharmacological therapy as an effective method to activate neuronal networks of the spinal VH in the recovery phase of spinal cord injuries.
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Tomoyuki Takahashi
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