Regulation of persistent sodium currents by glycogen synthase kinase 3 encodes daily rhythms of neuronal excitability.
Regulation of persistent sodium currents by glycogen synthase kinase 3 encodes daily rhythms of neuronal excitability.
复制标题
DOI：
10.1038/ncomms13470
复制
发表时间：
2016-11-14
影响因子：
16.6
通讯作者：
Gamble, Karen L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Paul, Jodi R.;DeWoskin, Daniel;McMeekin, Laura J.;Cowell, Rita M.;Forger, Daniel B.;Gamble, Karen L.
神经元是如何将细胞内生化信号级联成电信号的，目前还不完全清楚。哺乳动物中央生物钟中的神经元为研究生化计时信号的电编码提供了一个模型系统。在这里，我们使用实验和模拟的方法，展示了糖原合成酶激酶3(GSK3)的激活如何通过调节持续性钠电流(INAP)来促进神经元的兴奋性。INAP表现出峰值震级的昼夜差异，并受GSK3的调节。利用数学模型，我们预测和证实了INAP的GSK3激活影响超极化后的动作电位，从而在不影响静息膜电位的情况下增加自发放电频率。总之，这些结果证明了分子生物钟和电活动之间的关键联系，提供了激酶调节电活动和细胞内信号在神经元网络中传播的例子。目前尚不清楚昼夜节律生化级联是如何编码成神经电信号的。在这里，作者结合了电生理学和小鼠的建模方法，证明了糖原合成酶激酶3的激活通过调节持续的钠电流INAP来调节视交叉上核的神经活动。
How neurons encode intracellular biochemical signalling cascades into electrical signals is not fully understood. Neurons in the central circadian clock in mammals provide a model system to investigate electrical encoding of biochemical timing signals. Here, using experimental and modelling approaches, we show how the activation of glycogen synthase kinase 3 (GSK3) contributes to neuronal excitability through regulation of the persistent sodium current (INaP). INaP exhibits a day/night difference in peak magnitude and is regulated by GSK3. Using mathematical modelling, we predict and confirm that GSK3 activation of INaP affects the action potential afterhyperpolarization, which increases the spontaneous firing rate without affecting the resting membrane potential. Together, these results demonstrate a crucial link between the molecular circadian clock and electrical activity, providing examples of kinase regulation of electrical activity and the propagation of intracellular signals in neuronal networks. It is not clear how circadian biochemical cascades are encoded into neural electrical signals. Here, using a combination of electrophysiology and modelling approaches in mice, the authors show activation of glycogen synthase kinase 3 modulates neural activity in the suprachiasmatic nuclei via regulation of the persistent sodium current, INaP.
登录
查看更多内容
影响因子：
34.7
作者：
Hur, Eun-Mi;Zhou, Feng-Quan
通讯作者：
Zhou, Feng-Quan
亚阈值电压处的瞬态钠电流：EPSP波形激活。
影响因子：
16.2
作者：
Carter BC;Giessel AJ;Sabatini BL;Bean BP
通讯作者：
Bean BP
影响因子：
16.2
作者：
Do, MTH;Bean, BP
通讯作者：
Bean, BP
影响因子：
3.5
作者：
Kim, J. K.;Forger, D. B.;Walton, K. M.
通讯作者：
Walton, K. M.
影响因子：
3.6
作者：
Can, Adem;Schulze, Thomas G.;Gould, Todd D.
通讯作者：
Gould, Todd D.