Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

Children's Hospital of Philadelphia

Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania

&#x5B83;&#x6709;&#x4E86;&#x4E00;&#x79CD;&#x5047;&#x8BBE;&#x82D4;&#x85D3;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x5728;&#x53D1;&#x5C55;&#x4E2D;&#x56FD;&#x5BB6;&#x556E;&#x9F7F;&#x52A8;&#x7269;&#x6D77;&#x9A6C;&#xFF0C;&#x4E0E;&#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x91CA;&#x653E; GABA&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x8F6C;&#x57FA;&#x56E0;&#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x8131;&#x7FA7;&#x9176;-67 (GAD67)-&#x7EFF;&#x8272;&#x8367;&#x5149;&#x86CB;&#x767D;&#x8868;&#x8FBE;&#x5C0F;&#x9F20;&#x548C;&#x591A;&#x6807;&#x7B7E;&#x514D;&#x75AB;&#x7EC4;&#x5316;&#x5230;&#x5730;&#x5740;&#x662F;&#x5426;&#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x548C;&#x5B89;&#x57FA;&#x6807;&#x8BB0; colocalized&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BC1;&#x660E;&#x5728;&#x6D77;&#x9A6C;&#x9F7F;&#x72B6;&#x56DE;&#xFF0C;interneurons &#x4E3A; GABA/&#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x8131;&#x7FA7;&#x9176;&#x9633;&#x6027;&#x7A00;&#x758F;&#x5206;&#x5E03;&#x6CBF;&#x95E8;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x5BC6;&#x5BC6;&#x7684;&#x9897;&#x7C92;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x4E0D;&#x540C;&#x6A21;&#x5F0F;&#x4E2D;&#x7684;&#x8FB9;&#x7F18;&#x3002;&#x7A81;&#x89E6;&#x4F53;&#x7D20;&#x548C;&#x56CA;&#x6CE1;&#x819C;&#x8C37;&#x6C28;&#x9178; transporter1 co-staining (VGLUT1) &#x5728;&#x4EA7;&#x540E;&#x7B2C;&#x5341;&#x56DB;&#x5929;&#x8111;&#x4E2D;&#x4ECE;&#x5C0F;&#x9F20;&#x548C;&#x5927;&#x9F20;&#x90E8;&#x5206;&#x8868;&#x660E;&#x82D4;&#x85D3;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x4E00;&#x7EC4;&#x5927; (2-5 &mu; m &#x76F4;&#x5F84;) CA3a/b &#x533A;&#x7684;&#x5730;&#x5C42;&#x7075;&#x829D; VGLUT1 &#x9633;&#x6027;&#x5174;&#x594B;&#x6027;&#x7A81;&#x89E6;&#x524D;&#x7801;&#x5934;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;co-staining &#x7A81;&#x89E6;&#x548C;&#x6C34;&#x75B1; GABA &#x8F6C;&#x8FD0;&#x86CB;&#x767D; &#xFF08;VGAT&#xFF09; &#x663E;&#x793A;&#x4E00;&#x7EC4;&#x5C0F;&#x578B; (&sim;0.5&mu;m &#x76F4;&#x5F84;&#xFF09; &#x5728;&#x540C;&#x4E00;&#x5730;&#x533A;&#x5DF2;&#x67E5;&#x660E;&#x7684;&#x82D4;&#x85D3;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7801;&#x5934;&#x90A3;&#x91CC;&#x76EE;&#x524D;&#x6291;&#x5236;&#x7A81;&#x89E6;&#x524D;&#x7801;&#x5934;&#x3002;&#x4E24;&#x79CD;&#x7C7B;&#x578B;&#x7684;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x4F3C;&#x4E4E;&#x662F;&#x4E92;&#x65A5;&#x7684;&#x5E76;&#x8868;&#x660E;&#x6CA1;&#x6709;&#x5171;&#x5B9A;&#x4F4D;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x7ED3;&#x679C;&#x4E0D;&#x652F;&#x6301;&#x5728;&#x5F00;&#x53D1;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#x7684;&#x91CA;&#x653E;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x4ECE;&#x82D4;&#x85D3;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x795E;&#x7ECF;&#x9012;&#x8D28; GABA &#x7684;&#x5047;&#x8BF4;&#x3002;

GABA &#x548C;&#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x4E0D; colocalized &#x4E2D;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x4E2D;&#x56FD;&#x5BB6;&#x556E;&#x9F7F;&#x52A8;&#x7269;&#x6D77;&#x9A6C;&#x82D4;&#x85D3;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC8;&#x7AEF;&#x4E2D;&#x3002;

It has been hypothesized that, in the developing rodent hippocampus, mossy fiber terminals release GABA together with glutamate. Here, we used transgenic glutamic acid decarboxylase-67 (GAD67)-GFP expressing mice and multi-label immunohistochemistry to address whether glutamatergic and GABAergic markers are colocalized. We demonstrate that in the dentate gyrus, interneurons positive for GABA/GAD are sparsely distributed along the edge of the hilus, in a different pattern from that of the densely packed granule cells. Co-staining for synaptophysin and vesicular glutamate transporter1 (VGLUT1) in postnatal day 14 brain sections from both mice and rats showed mossy fiber terminals as a group of large (2-5Î¼m in diameter) VGLUT1-positive excitatory presynaptic terminals in the stratum lucidum of area CA3a/b. Furthermore, co-staining for synaptophysin and vesicular GABA transporter (VGAT) revealed a group of small-sized (âˆ¼0.5Î¼m in diameter) inhibitory presynaptic terminals in the same area where identified mossy fiber terminals were present. The two types of terminals appeared to be mutually exclusive, and showed no colocalization. Thus, our results do not support the hypothesis that GABA is released as a neurotransmitter from mossy fiber terminals during development.

GABA and glutamate are not colocalized in mossy fiber terminals of developing rodent hippocampus.

Il a &eacute;mis l&#39;hypoth&egrave;se que, dans l&#39;hippocampe de rongeur en voie de d&eacute;veloppement, bornes de fibres moussues lib&egrave;rent GABA avec le glutamate. Ici, nous avons utilis&eacute; des transg&eacute;niques acide glutamique d&eacute;carboxylase-67 (GAD67)-GFP exprimant la souris et immunohistochimie multimarques &agrave; adresse si glutamatergique et GABAergiques marqueurs sont log&eacute;es. Nous d&eacute;montrons que dans le gyrus dent&eacute;, les interneurones positives du GABA/tag sont faiblement r&eacute;parties le long du bord de l&#39;hile, dans un mod&egrave;le diff&eacute;rent de celui des cellules des granules denses. Co-Staining pour synaptophysine et glutamate v&eacute;siculaire transporter1 (VGLUT1) dans le cerveau de jour apr&egrave;s la naissance 14 coupes de souris et des rats montrent terminaux fibres moussues comme un groupe de grandes (2-5 de diam&egrave;tre) terminaisons pr&eacute;synaptiques excitateurs de VGLUT1 positif dans le stratum lucidum de zone CA3a/b. En outre, co-staining pour synaptophysine et transporteur de GABA v&eacute;siculaire (VGAT) a r&eacute;v&eacute;l&eacute; un groupe de petite taille (&sim;0.5&mu;m de diam&egrave;tre) les terminaisons pr&eacute;synaptiques inhibiteurs dans la m&ecirc;me zone o&ugrave; se trouvaient les bornes identifi&eacute;es des fibres moussues. Les deux types de terminaux semblent s&#39;exclure mutuellement et a montr&eacute; aucun colocalisation. Ainsi, nos r&eacute;sultats ne supportent pas l&#39;hypoth&egrave;se que le GABA est lib&eacute;r&eacute; comme un neurotransmetteur des terminaisons de fibres moussues au cours du d&eacute;veloppement.

GABA et le glutamate ne sont pas log&eacute;es dans les terminaisons des fibres moussues de d&eacute;velopper un hippocampe rongeur.

Es hat vermutet worden, dass in der Entwicklung Nagetier-Hippocampus, moosige Faser-Klemmen zusammen mit Glutamat GABA freizugeben. Hier verwendeten wir transgene Glutamins&auml;ure-Decarboxylase-67 (GAD67)-GFP M&auml;use und Multilabel Immunhistochemie an Adresse auszudr&uuml;cken, ob Glutamat und GABAergic Marker colocalized sind. Wir zeigen, dass in den Gyrus dentatus Interneuronen positiv f&uuml;r GABA/GAD d&uuml;nn am Rand des Hilus, in ein anderes Muster von der dicht gepackten Untermodul Zellen verteilt werden. Co-Staining f&uuml;r Synaptophysin und vesikul&auml;re Glutamat-transporter1 (VGLUT1) im Gehirn postnatal 14.Tag Abschnitte von M&auml;usen und Ratten zeigte moosigen Faser-Klemmen als eine Gruppe von gro&szlig;en (2-5&mu;m Durchmesser) VGLUT1-positiven exzitatorischen pr&auml;synaptische Klemmen in das Stratum Lucidum Gegend CA3a/b. Dar&uuml;ber hinaus co-staining f&uuml;r Synaptophysin und vesikul&auml;re GABA-Transporter (VGAT) eine Gruppe von kleinem (&sim;0.5&mu;m Durchmesser) offenbart inhibitorischen pr&auml;synaptischen Klemmen in der gleichen Gegend wo identifizierten moosigen Faser Klemmen anwesend waren. Die zwei Arten von Klemmen gegenseitig zu sein schien, und zeigten keine Kolokalisation. So unterst&uuml;tzen unsere Ergebnisse nicht die Hypothese, dass GABA als ein Neurotransmitter von moosigen Faser Terminals w&auml;hrend der Entwicklung freigegeben ist.

GABA und Glutamat sind nicht in moosigen Faser Terminals des Nagetier-Hippocampus zu entwickeln colocalized.

Si &egrave; ipotizzato che, nell&#39;ippocampo roditore in via di sviluppo, terminali di fibre muschiose rilascino GABA insieme al glutammato. Qui, abbiamo usato transgenici acido glutammico decarbossilasi-67 (GAD67)-GFP esprimendo topi e immunoistochimica con indirizzo se glutamatergico e GABAergico marcatori sono colocalized. Dimostriamo che nel giro dentato, interneurons positivo per GABA/GAD sono scarsamente distribuiti lungo il bordo del hilus, in un modello diverso da quello delle cellule del granulo densamente. Co-Staining per sinaptofisina e vescicolari glutammato transporter1 (VGLUT1) nel cervello postnatale giorno 14 sezioni da ratti e topi hanno mostrato terminali muschioso fibra come un gruppo di grandi dimensioni (2-5&mu;m di diametro) eccitatori presinaptico terminali VGLUT1-positivi la stratum lucidum di zona CA3a/b. Inoltre, co-staining per sinaptofisina e trasportatore vescicolare di GABA (VGAT) ha rivelato un gruppo di piccole dimensioni (&sim;0.5&mu;m di diametro) inibitorie presinaptiche terminali nella stessa area dove erano presenti terminali identificati fibra muschioso. I due tipi di terminali sembravano essere mutuamente esclusive e ha mostrato nessuna presenza. Cos&igrave;, i nostri risultati non supportano l&#39;ipotesi che GABA viene rilasciato un neurotrasmettitore dai terminali muschioso fibra durante lo sviluppo.

GABA e glutammato non sono colocalized nei terminali di fibre muschiose di sviluppare ippocampo roditore.

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GABA &#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30B0;&#x30EB;&#x30BF;&#x30DF;&#x30F3;&#x9178;&#x306E;&#x3052;&#x3063;&#x6B6F;&#x985E;&#x306E;&#x6D77;&#x99AC;&#x958B;&#x767A;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x82D4;&#x72B6;&#x7DDA;&#x7DAD;&#x7AEF;&#x672B;&#x306F;&#x7D50;&#x679C;&#x306A;&#x3044;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#xADF8;&#xAC83;&#xC740; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xC950; &#xD574; &#xB9C8;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC774;&#xB07C; &#xC12C;&#xC720; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; &#xC870;&#xBBF8;&#xB8CC;&#xC640; GABA &#xCD9C;&#xC2DC;, &#xAC00;&#xC124; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xBCC0;&#xD615; &#xAE00;&#xB8E8;&#xD0D0;&#xC0B0; decarboxylase-67 (GAD67)-GFP &#xB9C8;&#xC6B0;&#xC2A4; &#xBC0F; &#xC8FC;&#xC18C;&#xB85C; multi-label &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xD45C;&#xD604; &#xD558;&#xB294; glutamatergic &#xBC0F; GABAergic &#xB9C8;&#xCEE4; colocalized &#xC5EC;&#xBD80;. &#xADF8;&#xAC00; &#xB1CC;&#xC5D0;&#xC11C; GABA/&#xAC13;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAE0D;&#xC815;&#xC801;&#xC778; &#xC218;&#xB294; &#xB744;&#xC5C4;&#xB744;&#xC5C4; &#xBD84;&#xC0B0; hilus &#xBC00;&#xB3C4;&#xAC00; &#xD3EC;&#xC7A5;&#xB41C;&#xACFC; &#xB9BD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xC11C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xB978; &#xD328;&#xD134;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xAC00;&#xC7A5;&#xC790;&#xB9AC;&#xB97C; &#xB530;&#xB77C; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. Synaptophysin&#xC640; &#xAE30;&#xACF5;&#xC744; &#xC870;&#xBBF8;&#xB8CC; transporter1 co-staining (VGLUT1) &#xC0B0; &#xD6C4; &#xD558;&#xB8E8;&#xC5D0; 14 &#xB1CC;&#xC5D0; &#xC950; &#xBC0F; &#xC950;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC139;&#xC158; &#xC774;&#xB07C; &#xC12C;&#xC720; &#xB2E8;&#xB9D0;&#xAE30;&#xB85C; &#xBCF4;&#xC600;&#xB2E4; &#xB300;&#xD615; (2-5&mu;m &#xC9C1;&#xACBD;&#xC5D0;&#xC11C;) &#xADF8;&#xB8F9; VGLUT1 &#xC591;&#xC131; &#xD765;&#xBD84; &#xC131;&#xC758; presynaptic &#xB2E8;&#xB9D0;&#xAE30; &#xC601;&#xC5ED; CA3a/b&#xC758; &#xC9C0;&#xCE35; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC18C;&#xD615; (&sim;0.5&mu;m &#xC9C1;&#xACBD;&#xC5D0;&#xC11C;)&#xC758; &#xADF8;&#xB8F9;&#xC744; &#xACF5;&#xAC1C; &#xAE30;&#xACF5;&#xC744; GABA &#xC804;&#xC1A1;&#xAE30; (VGAT)&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; synaptophysin co-staining &#xAE08;&#xC9C0; presynaptic &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; &#xAC19;&#xC740; &#xC9C0;&#xC5ED; &#xD655;&#xC778; &#xB41C; &#xC774;&#xB07C; &#xC12C;&#xC720; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; &#xCC38;&#xC11D; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC720;&#xD615;&#xC758; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; &#xC0C1;&#xD638; &#xBC30;&#xD0C0;&#xC801;&#xC778; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0AC;&#xB2E4; &#xACE0; &#xC544;&#xBB34; colocalization &#xD588;&#xB2E4;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xC911;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xB07C; &#xC12C;&#xC720; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8; GABA &#xCD9C;&#xC2DC; &#xAC00;&#xC124;&#xC744; &#xC9C0;&#xC6D0; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

GABA&#xC640; &#xC870;&#xBBF8;&#xB8CC;&#xB294; &#xC950; &#xC0C8;&#xB07C; &#xD574; &#xB9C8;&#xB97C; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC758; &#xC774;&#xB07C; &#xC12C;&#xC720; &#xB2E8;&#xC790;&#xC5D0; colocalized &#xD558;&#xC9C0;.

Se ha planteado la hip&oacute;tesis de que, en el hipocampo de roedor en desarrollo, terminales de fibra musgosa liberan GABA junto con glutamato. Aqu&iacute;, utilizamos transg&eacute;nicos &aacute;cido glut&aacute;mico decarboxilasa-67 (GAD67)-GFP expresando ratones e inmunohistoqu&iacute;mica multimarca a direcci&oacute;n si son colocalized glutamat&eacute;rgica y marcadores GABA&eacute;rgico. Demostramos que en el giro dentado, interneuronas GABA/GAD positivos escasamente se distribuyen en el borde del hilus, en un patr&oacute;n diferente de la de las c&eacute;lulas del gr&aacute;nulo densamente. Co-staining para el synaptophysin y vesicular glutamato transporter1 (VGLUT1) en cerebro de d&iacute;a postnatal 14 secciones de ratones y ratas demostraron terminales de Fibras musgosas como un grupo de grandes (2-5&mu;m de di&aacute;metro) terminales presin&aacute;pticos excitatorios de VGLUT1-positivo en el estrato lucidum del &aacute;rea CA3a/b. Adem&aacute;s, co-staining para el synaptophysin y el transportador vesicular de GABA (VGAT) revel&oacute; un grupo de peque&ntilde;as (&sim;0.5&mu;m de di&aacute;metro) las terminales presin&aacute;pticas inhibidoras en la misma zona donde estuvieron presentes terminales identificados fibra musgosa. Los dos tipos de terminales parec&iacute;an ser mutuamente excluyentes y no demostraron colocalizaci&oacute;n. As&iacute;, nuestros resultados no apoyan la hip&oacute;tesis que GABA es liberado como un neurotransmisor de terminales de fibra musgosa durante el desarrollo.

Colin J. Smith

Division of Neurology

Children's Hospital of Philadelphia

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Colin J. Smith

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Children's Hospital of Philadelphia

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Division of Neurology