GABAA受容体αおよびγサブユニットは、さまざまなメカニズムを介してシナプス電流を形成します

シナプスGABAA受容体（GABAAR）は、脳内の阻害神経伝達のほとんどを媒介します。これらの受容体の大部分は、α1、β2、およびγ2サブユニットで構成されています。感情的刺激の処理に関与する構造である扁桃体は、高レベルでα2およびγ1サブユニットを発現します。これらのサブユニットがGABAARを介したシナプス伝達に対する効果は不明です。GABAARを介したシナプス電流に対するこれらのサブユニットの影響を理解することは、これらのサブユニットを含む扁桃体シナプスの役割と場所を特定するのに役立つ可能性があります。ここでは、α1β2γ2、α2β2γ2、α1β2γ1およびα2β2γ1GABAARSの純粋な集団の生物物理学的およびシナプス特性について説明します。それらのシナプス特性は、エンジニアリングされたシナプスで調べられましたが、それらの運動特性は、迅速なアゴニストアプリケーションと単一チャネル記録を使用して研究されました。すべてのMacropatch電流は急速に活性化され（<1ミリ秒）、αサブユニットの関数として非アクティブ化され、α2を含むGABAARは一貫してゆっくりと非アクティブ化します。単一のチャネル分析により、α2含有GABAARSの電流減衰が遅いため、GABAに対する約4倍の親和性に対応するGABA濃度が低いため、破裂期間が長くなっていることが明らかになりました。シナプス電流は、Macropatchデータの活性化と非活性化の異なるパターンを明らかにしました。α2およびγ1サブユニットを含めると、活性化速度と非アクティブ化速度の両方が遅くなり、これらのサブユニットを含む受容体がシナプスでより拡散的に群れを導きます。γ2およびγ1サブユニットの細胞内ドメインを切り替えると、この推論が実証されました。この領域はシナプス後の局在を決定するため、γ1とγ2を含むGABAARがシナプスクラスタリングに異なるメカニズムを使用すると仮定します。

Synaptic GABAA receptors (GABAARs) mediate most of the inhibitory neurotransmission in the brain. The majority of these receptors are comprised of α1, β2, and γ2 subunits. The amygdala, a structure involved in processing emotional stimuli, expresses α2 and γ1 subunits at high levels. The effect of these subunits on GABAAR-mediated synaptic transmission is not known. Understanding the influence of these subunits on GABAAR-mediated synaptic currents may help in identifying the roles and locations of amygdala synapses that contain these subunits. Here, we describe the biophysical and synaptic properties of pure populations of α1β2γ2, α2β2γ2, α1β2γ1 and α2β2γ1 GABAARs. Their synaptic properties were examined in engineered synapses, whereas their kinetic properties were studied using rapid agonist application, and single channel recordings. All macropatch currents activated rapidly (<1 ms) and deactivated as a function of the α-subunit, with α2-containing GABAARs consistently deactivating ∼10-fold more slowly. Single channel analysis revealed that the slower current decay of α2-containing GABAARs was due to longer burst durations at low GABA concentrations, corresponding to a ∼4-fold higher affinity for GABA. Synaptic currents revealed a different pattern of activation and deactivation to that of macropatch data. The inclusion of α2 and γ1 subunits slowed both the activation and deactivation rates, suggesting that receptors containing these subunits cluster more diffusely at synapses. Switching the intracellular domains of the γ2 and γ1 subunits substantiated this inference. Because this region determines post-synaptic localization, we hypothesize that GABAARs containing γ1 and γ2 use different mechanisms for synaptic clustering.