GI/Oタンパク質共役受容体はニューロンを阻害しますが、星状細胞を活性化し、グリオトランシミングを刺激します

Gタンパク質共役受容体（GPCR）は、脳内の細胞間シグナル伝達に重要な役割を果たします。細胞機能への影響は主にニューロンで研究されていますが、星状細胞に対する機能的な結果はあまり知られていません。DREADDSを使用した内因性および化学遺伝学的アプローチの両方を使用して、Astroglial Ca2+ベースの活性、グリオトランジッターの放出、および神経電気的電気活性に対する機能的結果に対するGQおよびGi/O GPCRの活性化の影響を調査しました。GQ GPCRの活性化はニューロンと星状細胞の両方で細胞活性化をもたらしたが、GI/O GPCRの活性化はニューロンの細胞阻害と星状細胞の細胞活性化をもたらすことを発見した。GQまたはGI/Oタンパク質を介したシグナル伝達を刺激したグリオトラントライターのいずれかによるアストログリアの活性化により、神経細胞の興奮性が増加しました。さらに、in vivoでのGQおよびGI/O DREADDの活性化により、星状細胞CA2+活性が増加し、改変ニューロンネットワークの電気活動が増加しました。現在の結果は、アストログリア神経ネットワークの動作と脳機能における興奮性および抑制性神経伝達物質のシグナル伝達の結果の追加の複雑さを明らかにしています。

G protein-coupled receptors (GPCRs) play key roles in intercellular signaling in the brain. Their effects on cellular function have been largely studied in neurons, but their functional consequences on astrocytes are less known. Using both endogenous and chemogenetic approaches with DREADDs, we have investigated the effects of Gq and Gi/o GPCR activation on astroglial Ca2+ -based activity, gliotransmitter release, and the functional consequences on neuronal electrical activity. We found that while Gq GPCR activation led to cellular activation in both neurons and astrocytes, Gi/o GPCR activation led to cellular inhibition in neurons and cellular activation in astrocytes. Astroglial activation by either Gq or Gi/o protein-mediated signaling stimulated gliotransmitter release, which increased neuronal excitability. Additionally, activation of Gq and Gi/o DREADDs in vivo increased astrocyte Ca2+ activity and modified neuronal network electrical activity. Present results reveal additional complexity of the signaling consequences of excitatory and inhibitory neurotransmitters in astroglia-neuron network operation and brain function.