Role of BK channels in hippocampal synaptic plasticity during neonatal development

Abstract

Los canales de potasio activados por calcio y voltaje (BK) pueden controlar la función neuronal, pero su relevancia funcional en cambios que dependen de actividad de la función sináptica permanece inconclusa. En esta tesis, nosotros discutimos y presentamos evidencia experimental que demuestra que los canales BK participan en una forma de plasticidad sináptica durante la etapa temprana del desarrollo del hipocampo en ratones. En las entradas excitatorias de las colaterales de Schaffer a las neuronas piramidales de CA1 (Sch-CA1), nosotros reportamos que la estimulación a baja frecuencia repetitiva activa a los canales BK, pero no los canales TRPV1, a través de 12(S)HPETE, un metabolito derivado del ácido araquidónico, producido río debajo de los receptores metabotrópicos de glutamato (mGluRs) para gatillar la depresión a largo plazo (LTD) en la sinapsis CA3-CA1 en rebanadas de hipocampo de ratones de P7-P10 de edad, pero no en animales maduros (P20-P30). De manera notable, la activación de los canales BK es específica de subunidad, ya que la paxilina, pero no la iberiotoxina, bloquearon la depresión mediada por mGluRs. Además, 12(S)HPETE no cambia las propiedades electrofisiológicas del canal BK cuando la subunidad BKα es expresada sola, pero incrementa la probabilidad de apertura del canal cuando la BKα es co-expresada con la subunidad β4. La activación de los canales BK β4 es solo requerida para la inducción, pero no para la expresión de la LTD, una forma de plasticidad que también involucra la activación de calcineurina y síntesis de proteínas. Finalmente, nosotros presentamos evidencia que la LTD mediada por los canales BK β4 coexiste con otra forma de LTD presináptica (LTD dependiente de CB1) en la sinapsis Sch-CA1 en etapa temprana de desarrollo, cuyo mecanismo también cambia en cuanto el desarrollo sináptico hipocampal continúa. Así, nuestros hallazgos revelan diferentes mecanismos celulares que regulan la fuerza sináptica durante el desarrollo postnatal en las sinapsis centrales, destacando la contribución de los canales BK a la regulación dependiente de la actividad de la eficacia sináptica y su activación por mensajeros lipídicos para regular la función sináptica a largo plazo en la sinapsis Sch-CA1 del hipocampo neonatal.