レプチンは発生中の海馬ニューロンにおいてRhoグアニン交換因子β-PIXを介してGABA作動性シナプス形成を増加させる

Science Signaling 18 May 2021:
Vol. 14, Issue 683, eabe4111
DOI: 10.1126/scisignal.abe4111

Gulcan Semra Sahin¹, Jose Luis Rodriguez-Llamas¹, Crystal Dillon¹, Igor Medina², Suzanne M. Appleyard¹, Jean-Luc Gaiarsa², Gary A. Wayman^1*

1. ¹ Department of Integrated Physiology and Neuroscience, Washington State University, Pullman, WA 99164 USA.
2. ² Aix-Marseille University UMR 1249, INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Unité 1249, INMED (Institut de Neurobiologie de la Méditerranée), Marseille, France.

* Corresponding author. Email: waymang@vetmed.wsu.edu

要約

発生中の海馬ニューロンは、神経栄養シグナルに応答して急速なシナプス形成を受け、回路接続を形成および改善する。アディポカインのレプチンは神経栄養作用をもつ満腹因子であり、新生児の発生時に海馬のグルタミン酸作動性シナプス形成とGABA作動性シナプス形成の両方を増強する。レプチンへの短時間の曝露は、海馬ニューロンのGABA_A受容体依存性シナプス電流を増強する。ここでは、分子および電気生理学的手法を用いて、レプチンが、オスとメスのラット仔由来の海馬培養において、GABA_A受容体の表面局在と機能的なGABA作動性シナプスの数を増加させることを発見した。レプチンは、キナーゼCaMKKに依存する方法で、GABA_A受容体とRhoグアニン交換因子β-PIX（GABA作動性後シナプス部位の足場タンパク質）との間の相互作用を増加させた。また、レプチン受容体とβ-PIXが複合体を形成し、その量がレプチン受容体の活性化により一過的に増加することもわかった。さらに、レプチン受容体のTyr⁹⁸⁵とβ-PIXのSH3ドメインは、GABA作動性シナプス形成の発生時の増加に必要なこの相互作用に重要である。われわれの結果は、レプチンが海馬ニューロンのGABA作動性シナプス形成を促進する機構を示唆し、レプチン受容体シグナル伝達とそのインタラクトームのさらなる複雑さを明らかにする。

Citation: G. S. Sahin, J. Luis Rodriguez-Llamas, C. Dillon, I. Medina, S. M. Appleyard, J.-L. Gaiarsa, G. A. Wayman, Leptin increases GABAergic synaptogenesis through the Rho guanine exchange factor β-PIX in developing hippocampal neurons. Sci. Signal. 14, eabe4111 (2021).