정보

'갭 접합'(전기적 시냅스)은 무엇을 위한 것입니까?

'갭 접합'(전기적 시냅스)은 무엇을 위한 것입니까?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

나는 이것을 읽고 다음 문장을 발견했습니다.

화학적 시냅스 외에도 뉴런은 소위 갭 접합(gap junction)이라고 하는 전기적 시냅스에 의해 결합될 수도 있습니다. 특수화된 막 단백질은 두 뉴런 사이에 직접적인 전기 연결을 만듭니다. 간극 접합의 기능적 측면에 대해서는 잘 알려져 있지 않지만 뉴런의 동기화에 관여하는 것으로 생각됩니다.

우리는 갭 접합의 기능적 측면에 대해 정말 거의 알지 못합니까? 그리고 그것들은 뉴런의 '동기화'에 어떻게 관련되어 있습니까?


갭 접합은 셀을 전기적으로 직접 연결할 수 있습니다. 간극 접합을 통해 전기적으로 연결된 세포 유형에는 뉴런, 랑게르한스 섬(Andreu , 1997) 및 심장 세포(그림 1.). 화학적 시냅스와 달리 전기적 "시냅스"(갭 접합)를 통한 정보 전달은 거의 즉각적입니다. 화학적 정보 흐름에서 시냅스는 시냅스 틈을 가로지르는 신경전달물질의 수동적 확산에 의존하기 때문에 속도 제한 단계입니다.


그림 1. 심장 근육 세포의 심장 박동기 전위는 심장 표면을 가로질러 빠르게 퍼져 동시 근육 수축을 생성합니다. 출처: 오스틴 커뮤니티 칼리지.

또한, 뇌핵과 같은 구조에서는 많은 세포가 결합될 수 있습니다. 즉, 조직의 모든 세포가 간극 접합을 포함하는 경우 서로 직접 접촉하는 세포뿐만 아니라 이러한 모든 세포가 직접 전기적으로 결합됩니다. 어떤 면에서 그러한 조직의 모든 세포는 서로 개방적으로 연결되어 있습니다. 이것은 하나의 세포가 발화할 때 이론적으로 활성화될 수 있음을 의미합니다. 연결된 모든 셀 거의 동기화하여 활동 전위를 발사합니다.

따라서 갭 접합은 다음을 허용합니다. 상호 연결된 뉴런의 동기 활성화, 공간적, 시간적 영역 모두에서.

이것이 올리브 핵과 같은 일부 신경 구조에서 선호되는 발사 작동 모드일 수 있지만(Leznik & Llinás, 2005), 이론적으로 병리학적 동기화가 확립되어 간질 활동으로 이어지는 경우 문제를 일으킬 수 있습니다(Dudek, 2002) .

우리가 갭 접합에 대해 아는 것이 거의 또는 많이 있는지 여부는 주관적입니다. 그러나 전기 전달보다 화학적 신경 전달에 대한 연구가 훨씬 더 많다는 것은 확실히 사실입니다. 마찬가지로, 더 많은 약물이 전기적 신경 전달보다 화학적 전달을 목표로 합니다.

참고문헌
- 안드레 , 제이피시올 (1997), 498(3): 753-61
- 두덱, 간질 커 (2002); 2(4): 133-6
- 레즈니크 & 리나스, J 신경생리학 (2005); 94(4): 2447-56


신경 연결

수많은 연구에 따르면 뉴런은 서로 무질서하게 연결되어 있지 않지만 서로 다른 신경 센터 사이의 관계는 특정 동물 종을 초월한 지침을 따르며 동물 그룹의 특징입니다..

서로 다른 신경 센터 사이의 이러한 연결은 배아 발달 중에 발생하며 성장하고 발달함에 따라 완전해집니다. 다른 척추 동물의 기본 배선은 일반적으로 유사합니다. 유전자 발현 패턴의 반영 공통 조상으로부터 물려받은 것.

뉴런이 분화하는 동안 축삭은 그 단계에 있던 구조의 화학적 특성에 따라 발달하며, 이는 신경망 내에서 자신을 위치 지정하고 위치 지정하는 방법을 아는 데 참조 역할을 합니다.

신경 연결 연구는 또한 일반적으로 원점 중심에 있는 뉴런의 위치와 대상 중심에 있는 축삭의 위치 사이에 예측 가능한 일치가 있으며 연결에 대한 정확한 지형 지도가 둘 사이에 만들어질 수 있음을 보여주었습니다. 지역.


Caenorhabditis elegans 기계 감각 회로의 전기 커플링

I. Rabinowitch, W.R. Schafer, 네트워크 기능 및 가소성, 2017

추상적 인

간극 접합에 의해 형성된 전기적 시냅스는 인간의 뇌와 단순한 신경계에 널리 퍼져 있습니다. 선충 Caenorhabditis elegans, 302개의 뉴런과 약 4000개의 전기 시냅스의 완전히 매핑된 연결체를 통해 신경 미세 회로에서 전기 결합의 기능적 중요성을 조사하는 데 매우 적합합니다. 우리는 허브-스포크 갭 접합 회로가 C. 엘레간스 코 접촉 회피 행동을 제어하기 위해 기계 감각 정보의 통합을 중재합니다. 활성 입력과 비활성 입력에 대한 억제 분로 사이의 측면 촉진의 조합은 다른 허브 및 스포크 회로와 공유될 수 있는 속성인 아날로그 일치 감지기를 구현합니다. 우리는 또한 광범위한 실험적 응용을 가질 수 있는 이소성 갭 접합의 합성 삽입을 위한 유전자 변형 방법을 설명합니다.


참고문헌

Auerbach, A. A. & Bennett, M. V. L. (1969a) 척추동물의 중추 신경계에 있는 거대 섬유 시냅스에서의 화학적 매개 전달. 일반 생리학 저널 53, 183–210.

Auerbach, A. A. & Bennett, M. V. L. (1969b) 척추동물의 중추 신경계에 있는 정류 전기 긴장 시냅스. 일반 생리학 저널 53, 211–37.

Baker, R. & Llinas, R. (1971) 쥐 중뇌 핵의 뉴런 사이의 전자 커플링. 생리학 저널 212, 45–63.

Barnes, T. M. (1994) OPUS: 성장하는 갭 접합 단백질 제품군? 유전학의 경향 10, 303–5.

Barrio, LC, Suchyna, T., Bargiello, T., Xu, LX, Roginski, RS, Bennett, MVL & Nicholson, BJ(1991) connexins 26 및 32 단독 및 조합에 의해 형성된 갭 접합은 인가 전압에 따라 다르게 영향을 받습니다. [게시된 정오표가 에 나타납니다. 국립과학원 회보 (미국) 1992년 5월 1, 4220]. 국립과학원 회보 (미국) 88, 8410–14.

Bennett, M. V. L., Zheng, X. & Sogin, M. L. (1994) Connexins 및 가계도. 일반생리학회 시리즈 49, 223–33.

Bennett, M. V. L. (1966) 전자 접합의 생리학. 뉴욕 과학 아카데미의 연대기 137, 509–39.

Bennett, M. V. L. (1968) 전기 기관의 신경 조절. 에 중추신경계와 물고기의 행동 (Ingle, D. 편집) pp. 147–69. 시카고: 시카고 대학 출판부.

Bennett, M. V. L. (1971) 전기 기관. 에 물고기 생리학 (Hoar, W. S. & Randall, D. J. 편집) pp. 347–491. 뉴욕: 학술 언론.

Bennett, M. V. L. (1977) 전기 전송: 기능 분석 및 화학적 전송과의 비교. 에 생리학 핸드북 – 신경계 I (Kandel, E. R. 편집) pp. 357–416. 워싱턴: 미국 생리학회.

Bennett, M. V. L. (1985) Occam의 면도날로 닉네임: 시냅스 전달 조사에서의 단일주의. 생물학 게시판 168, 159–67.

Bennett, M.V.L., Barrio, L.C., Bargiello, T.A., Spray, D.C., Hertzberg, E. & Saez, J.C. (1991) 갭 접합: 새로운 도구, 새로운 답변, 새로운 질문. 뉴런 6, 305–20.

Bennett, M. V. L., Crain, S. M. & Grundfest, H. (1959a) 수질상 뉴런의 전기 생리학 회전 타원체 마쿨라투스. I. orthodromic 및 antidromic 응답. 일반 생리학 저널 43, 159–88.

Bennett, M. V. L., Crain, S. M. & Grundfest, H. (1959b) 수질상 뉴런의 전기 생리학 회전 타원체. III. 수질상 뉴런의 조직. 일반 생리학 저널 43, 221–50.

Bennett, M. V. L., Nakjima, Y. & Pappas, G. D. (1967a) 생리학 및 전자 접합의 미세 구조. I. 수질상 뉴런. 신경 생리학 저널 30, 161–79.

Bennett, M. V. L., Nakajima, Y. & Pappas, G. D. (1967b) 생리학 및 전자 접합의 미세 구조. III. 거대 전기 운동 뉴런 말랍테루스 일렉트로쿠스. 신경 생리학 저널 30, 209–35.

Bennett, M. V. L. & Pappas, G. D. (1983) 몽상가의 전기 모터 시스템: 전기 긴장 시냅스에서 통합 작용에 대한 모델. 신경과학 저널 3, 748–61.

Bennett, M.V.L., Verselis, V., White, R.L. & Spray, D.C. (1988) 갭 접합 컨덕턴스: 게이팅. 에 갭 접합 (Hertzberg, E. L. & Johnson, R. G. 편집) pp. 287–304. 뉴욕: Alan R. Liss, Inc.

Blackshaw, S. E. & Warner, A. E. (1976) 신경계 발달의 신경판 단계 동안 휴식막 특성의 변화. 생리학 저널 255, 231–47.

Bodian, D. (1938) 척추동물 시냅스의 구조. 금붕어의 Mauthner 세포 및 인접 센터의 축삭 종말에 대한 연구. 비교 신경학 저널 68, 117–59.

Bukauskas, F.F., Elfgang, C., Willecke, K. & Weingart, R. (1995) 이형 갭 접합 채널(connexin26-connexin32)은 단일 컨덕턴스의 패러다임을 위반합니다. 플뤼거님의 아카이브 429, 870–2.

Burt, J. M. & Spray, D. C. (1989) 휘발성 마취제는 신생아 쥐 심근 세포 사이의 세포간 통신을 차단합니다. 순환 연구 65, 829–37.

Calakos, N. & Scheller, R. H. (1996) 시냅스 소포 생합성, 도킹 및 융합: 분자 설명. 생리학적 검토 76, 1–29.

Carr, C. E. & Boudreau, R. E. (1993) 헛간 올빼미의 핵 magnocellularis와 핵 층류의 조직: 이간 시간 차이를 인코딩하고 측정합니다. 비교 신경학 저널 334, 337–55.

Chang, M., Dahl, C. & Werner, R. (1994) connexin 33의 역할은 억제적인가? 생물물리학 저널 66, A20.

Christensen, B. N. (1983) 확인된 칠성장어 뉴런에 대한 electrotonic 시냅스 분포: 전자 현미경 분석과 모델 예측 비교. 신경 생리학 저널 49, 705–16.

Dani, J. W. & Smith, S. J. (1995) NMDA 유도 신경 활성화에 의한 성상 세포 칼슘 파동 유발. 시바 재단 심포지엄 188, 195–205.

Dowling, J. E. (1991) 망막 신경 조절: 도파민의 역할. 시각신경과학 7, 87–97.

Dudek, F.E., Snow, R.W. & Taylor, C.P. (1986) 간질 발작의 동기화에서 전기적 상호 작용의 역할. 신경학의 발전 44, 593–617.

에클스, J.C. (1964) 시냅스의 생리학. 베를린: Springer Verlag.

Ek, J. F., Delmar, M., Perzova, R. & Taffet, S.M. (1994) 심장 간극 접합 단백질 connexin43의 pH 게이팅에 대한 히스티딘 95의 역할. 순환 연구 74, 1058–64.

Elfgang, C., Eckert, R., Lichtenberg-Frate, H., Butterweck, A., Traub, O., Klein, RA, Hulser, DF & Willecke, K. (1995) 갭 접합의 비투과성 및 선택적 형성 connexin-transfected HeLa 세포의 채널. 세포생물학 저널 129, 805–17.

Faber, D. S. & Korn, H. (1989) 전기장 효과: 중앙 신경망에서의 관련성. 생리학적 검토 69, 821–63.

Fatt, P. (1954) 접합 전달의 생물 물리학. 생리학적 검토 34, 674–710.

Furshpan, E.J. & Furukawa, T. (1962) 금붕어 Mauthner 세포의 여러 영역의 세포 내 및 세포 외 반응. 신경 생리학 저널 25, 732–71.

Furshpan, E.J. & Potter, D.D. (1959) 가재의 거대한 모터 시냅스에서의 전송. 생리학 저널 145, 289–325.

Furukawa, T. & Furshpan, E. J. (1993) 금붕어 Mauthner 뉴런의 두 억제 메커니즘. 신경 생리학 저널 26, 140–76.

Goliger, J.A. & Paul, D.L. (1994) 발달 및 성숙한 쥐 표피에서 갭 접합 단백질 Cx26, Cx31.1, Cx37 및 Cx43의 발현. 발달 역학 200, 1–13.

Hall, D. H., Gilat, E. & Bennett, M. V. L. (1985) 도끼의 거대 섬유와 가슴 지느러미 내전 운동 뉴런 사이의 전자 시냅스를 정류하는 미세 구조. 신경세포학 저널 14, 825–34.

Hampson, E.C., Weiler, R. & Vaney, D.I. (1994) 포유동물 망막에서 수평 세포 간극 접합의 pH 개폐 도파민 조절. 런던 왕립 학회 시리즈 B 255, 67–72.

Harris, A.L., Spray, D.C. & Bennett, M.V.L. (1981) 전압 종속 접합 컨덕턴스의 운동 특성. 일반 생리학 저널 77, 95–117.

Harris, A.L., Spray, D.C. & Bennett, M.V. (1983) 갭 접합 컨덕턴스의 전압 의존성에 의한 세포간 통신 제어. 신경과학 저널 3, 79–100.

Hassinger, T. D., Guthrie, P. B., Atkinson, P. B., Bennett, M. V. L. & Kater, S. B. (1996) 성상세포 칼슘파 전파의 세포외 신호 구성 요소. 국립과학원 회보 (미국) 93, 13268–72.

Hatton, G. I. & Yang, Q. Z. (1994) 처녀 및 수유 중인 쥐의 시신경상 핵에서 신경 결합의 발생률: 뉴로비오틴 및 루시퍼 옐로우에 의한 추정. 뇌 연구 650, 63–9.

Hinrichsen, C.F.L. & Larramendi, L.M.H. (1968) 마우스 memsecephalic 다섯 번째 핵의 시냅스 및 클러스터 형성. 뇌 연구 7, 296–99.

Jefferys, J. G. R. (1995) 뇌에서 신경 활동의 비시냅스 조절: 전류 및 세포외 이온. [검토]. 생리학적 검토 75, 689–723.

Johnston, M.F., Simon, S.A. & Ramon, F. (1980) 전기 시냅스와 마취제의 상호 작용. 자연 286, 498–500.

Knier, J., Verselis, V.K. & Spray, D.C. (1986) tuncate blastomeres 사이의 갭 접합: 양서류와 비교한 게이팅 유사점 및 차이점. 생물물리학 저널 49, 203a.

Korn, H. & Bennett, M. V. L. (1975) 전정 안진 및 경골 안구 운동 뉴런: 전기긴장 커플링 및 수지상 충동 개시의 기능. 신경 생리학 저널 38, 430–51.

Korn, H., Sotelo, C & Crepel, F. (1973) 쥐 측면 전정 핵의 뉴런 사이의 전자 커플링. 실험적 뇌 연구 16, 255–75.

Kriebel, M.E., Bennett, M.V.L., Waxman, S.G. & Pappas, G.D. (1969) 물고기의 안구 운동 뉴런: 전기 긴장성 커플링 및 임펄스 개시의 다중 부위. 과학 166, 520–4.

Lin, J. W. & Faber, D. S. (1988) 금붕어 Mauthner 세포의 단일 클럽 종결에 의해 매개되는 시냅스 전달. I. electrotonic 및 chemical postsynaptic potential의 특성. 신경과학 저널 8, 1302–12.

Llinas, R., Baker, R. & Sotelo, C. (1974) 고양이 열등한 올리브의 뉴런 사이의 Electrotonic 커플 링. 신경 생리학 저널 37, 560–71.

Martin, A. R. & Pilar, G. (1963) 조류 섬모 신경절에서 시냅스 전달의 이중 모드. 생리학 저널 168, 443–63.

Meszler, R. M., Pappas, G. D. & Bennett, M. V. L. (1974) 전기 뱀장어의 척수에 있는 전기 운동 시스템의 형태, 일렉트로포러스 일렉트로쿠스. 신경세포학 저널 251–61.

Meyer, R.A., Laird, D.W., Revel, J. P. & Johnson, R.G. (1992) Connexin 및 A-CAM 항체에 의한 갭 접합 및 부착 접합 어셈블리의 억제. 세포생물학 저널 119, 179–89.

Moore, L. K. & Burt, J. M. (1994) connexin-specific antisense oligodeoxynucleotides를 사용한 갭 접합 채널 발현의 선택적 차단. 미국 생리학 저널 267, C1371–80.

Moreno, A.P., Rook, M.B., Fishman, G.I. & Spray, D.C. (1994) 갭 접합 채널: 전압에 민감한 컨덕턴스 상태와 둔감한 컨덕턴스 상태. 생물물리학 저널 67, 113–19.

Mushegian, A. R. & Koonin, E. V. (1993) 제안된 식물 코넥신은 단백질 키나제 유사 단백질[편지]입니다. 식물 세포 5, 998–9.

Nelles, E., BÜtzler, C., Jung, D., Temme, A., Gabriel, H.-D. , Dahl, U., Traub, O., StÜmpel, F., Jungermann, K., Zielasek, J., Toyka, K. V., Dermietzel, R. & Willecke, K. (1996) 생성된 신호의 결함 전파 connexin32 결핍 마우스의 간에서 교감 신경 자극에 의해. 국립과학원 회보 (미국) 93, 9565–70.

Neyton, J. & Trautmann, A. (1985) 세포간 접합의 단일 채널 전류. 자연 317, 331–5.

Oliveira-Castro, G.M. & Loewenstein, W.R.(1971) 접합막 투과성. 2가 양이온의 효과. 막생물학 저널 5, 51–77.

Osipchuk, Y. & Cahalan, M. (1992) 비만 세포의 ATP 수용체에 의해 매개되는 칼슘 신호의 세포 간 확산. 자연 359, 241–4.

Pappas, G. D. & Bennett, M. V. L. (1986) 뉴런 사이의 전기 전달과 관련된 특수 접합. 뉴욕 과학 아카데미의 연대기 137, 495–508.

Peinado, A., Yuste, R. & Katz, L.C. (1993) 회로 형성 기간 동안 쥐의 신피질 뉴런 사이의 광범위한 염료 결합. 뉴런 10, 103–14.

Pereda, A. E. & Faber, D. S. (1996) 세포간 결합의 활동 의존적 단기 향상. 신경과학 저널 16, 983–92.

Perez-Armendariz, E.M., Romano, M.C., Luna, J., Miranda, C., Bennett, M. V. L & Moreno, A.P. (1994) 마우스 고환의 Leydig 세포 쌍 사이의 갭 접합 특성화. 미국 생리학 저널 267, C570–80.

Piccolino, M., Neyton, J. & Gerschenfeld, H.M. (1984) 거북이 망막의 수평 세포에서 도파민 및 순환 아데노신 3':5'-일인산에 의해 유도된 갭 접합 투과성의 감소. 신경과학 저널 4, 2477–88.

Pinching, A. J. & Powell, T. P. S. (1971) 후각 구근의 사구체 신경 필링. 세포 과학 저널 9, 347–77.

Rash, J.E., Dillman, R.K., Bilhartz, B.L., Duffy, H.S., Whalen, L.R. & Yasumura, T. (1996) 포유류 척수 전체에서 발견되고 매핑된 혼합 시냅스. 국립과학원 회보 (미국) 93, 4235–9.

Reaume, A.G., de Sousa, P.A., Kulkarni, S., Langille, B.L., Zhu, D., Davies, T.C., Juneja, S.C., Kidder, G.M. & Rossant, J. (1995) 신생아 쥐의 심장 기형 결핍 과학 267, 1831–4.

Reed, K.E., Westphale, E.M., Larson, D.M., Wang, H.Z., Veenstra, R.D. & Beyer, E.C. (1993) Molecular cloning and functional expression of human connexin37, an endothelial cell gap junction protein. 임상 조사 저널 91, 997–1004.

Rorig, B., Klausa, G. & Sutor, B. (1995) 발달 중인 쥐의 전두엽과 전두엽 피질에서 피라미드 뉴런 사이의 염료 커플링은 단백질 키나제 A 활성화 및 도파민에 의해 감소됩니다. 신경과학 저널 15, 7386–400.

Saez, J.C., Connor, J.A., Spray, D.C. & Bennett, M. V. L. (1989) 간세포 간극 접합부는 두 번째 메신저인 이노시톨 1,4,5-삼인산 및 칼슘 이온에 투과성입니다. 국립과학원 회보 (미국) 86, 2708–12.

Saez, JC, Nairn, AC, Czernik, AJ, Spray, DC, Hertzberg, EL, Greengard, P. & Bennett, MVL (1990) cAMP 의존성 단백질 키나제에 의한 간세포 갭 접합 단백질인 코넥신 32의 인산화, 단백질 키나제 C 및 Ca2+/칼모듈린 의존성 단백질 키나제 II. 유럽 ​​생화학 저널 192, 263–73.

Sanderson, M. J. (1995) 이노시톨 삼인산에 의해 매개되는 세포 내 칼슘 파동. 시바 재단 심포지엄 188, 175–89.

Silva, A., Kumar, S., Pereda, A. & Faber, D.S. (1995) 혼합 시냅스에서 시냅스 강도 조절: 도파민 수용체 차단 및 단백질 키나제 C 활성화의 효과. 신경약리학 34, 1559–65.

슬로퍼, J. J.(1972) 영장류 신피질에서 수상돌기 사이의 틈 접합부. 뇌 연구 44, 641–6.

Sotelo, C. & Llinas, R. (1972) 척추동물 소뇌 피질의 뉴런 사이의 특수 막 접합부. 세포생물학 저널 53, 271–89.

Spira, M. E. & Bennett, M. V. L. (1972) 뉴런 사이의 electrotonic 커플 링의 시냅스 제어. 뇌 연구 37, 294–300.

Spira, M.E., Spray, D.C. & Bennett, M.V.L. (1980) Navanax inermis의 확장 운동 뉴런의 시냅스 조직. 뇌 연구 195, 241–69.

Spray, D.C., Harris, A.L. & Bennett, M.V.L. (1981a) 전압 의존 접합 컨덕턴스의 평형 특성. 일반 생리학 저널 77, 77–93.

Spray, D.C., Harris, A. L. & Bennett, M. V. L. (1981b) Gap 접합 컨덕턴스는 세포내 pH의 단순하고 민감한 기능이다. 과학 211, 712–15.

Stauffer, K. A. (1995) 갭 접합 단백질 베타 1-코넥신(코넥신-32) 및 베타 2-코넥신(코넥신-26)은 이종체 헤미채널을 형성할 수 있습니다. 생물 화학 저널 270, 6768–72.

Teranishi, T., Negishi, K. & Kato, S. (1983) 도파민은 잉어 망막의 외부 수평 세포 사이의 S 전위 진폭과 염료 결합을 조절합니다. 자연 301, 243–6.

Trexler, E.B., Bennett, M.V.L., Bargiello, T.A. & Verselis, V.K. (1996) 갭 접합 반채널의 전압 게이팅 및 투과. 국립과학원 회보 (미국) 93, 5836–41.

Turin, L. & Warner, A. E. (1977) 이산화탄소는 초기 양서류 배아 세포 간의 이온 통신을 가역적으로 폐지합니다. 자연 270, 56–7.

Tuttle, R., Masuko, S. & Nakajima, Y. (1986) 금붕어 Mauthner 세포의 큰 수초가 있는 클럽 끝 시냅스의 동결 골절 연구: 간격 접합부의 정량적 분석에 대한 특별 참조. 비교 신경학 저널 246, 202–11.

Valiante, T.A., Perez Velazquez, J. L., Jahromi, S. S. & Carlen, P. L. (1995) 칼슘이 없는 유도 필드 버스트 활동 동안 CA1 뉴런의 커플링 전위. 신경과학 저널 15, 6946–56.

Vaney, D.I.(1991) 많은 다양한 유형의 망막 뉴런이 바이오시틴 또는 뉴로비오틴을 주입할 때 추적자 커플링을 나타냅니다. 신경과학 편지 125, 187–90.

Veenstra, R. D., Wang, H. Z., Beyer, E. C. & Brink, P. R. (1994) connexin45에 의해 형성된 갭 접합 채널의 선택적 염료 및 이온 투과성. 순환 연구 75, 483–90.

Veenstra, R.D., Wang, H.Z., Beblo, D.A., Chilton, M.G., Harris, A. L., Beyer, E.C. & Brink, P. R. (1995) connexin 특정 갭 접합의 선택성은 채널 컨덕턴스와 상관 관계가 없습니다. 순환 연구 77, 1156–65.

Verselis, V. K., Bennett, M. V. L. & Bargiello, T.A. (1991) 전압 종속 갭 접합 초파리 멜라노가스터. 생물물리학 저널 59, 114–26.

Verselis, V. K., Ginter, C. S. & Bargiello, T.A. (1994) 밀접하게 관련된 두 연결의 반대 전압 게이팅 극성. 자연 368, 348–51.

Watanabe, A. (1958) 바닷가재 심장 신경절의 뉴런 사이의 전기적 활동의 상호 작용. 일본 생리학 저널 8, 305–18.

White, T. W., Bruzzone, R. & Paul, D. L. (1995a) 세포간 채널 형성 단백질의 코넥신 패밀리. 국제 신장 48, 1148–57.

White, T.W., Paul, D.L., Goodenough, D.A. & Bruzzone, R. (1995b) 설치류 connexins 간의 선택적 상호 작용에 대한 기능 분석. 세포의 분자생물학 6, 459–70.


갭 접합

척추동물과 무척추동물에서 뉴런 간의 신호전달은 화학적 시냅스에 의해 가장 일반적으로 매개됩니다. 이 시냅스에서 시냅스전 뉴런에 의해 방출된 신경전달물질은 시냅스후 뉴런의 수용체에 의해 감지되어 수용체 자체를 통해 또는 수용체의 하류에서 세포내 신호전달에 의해 활성화된 채널을 통해 이온 유입을 유도합니다. 그러나 뉴런은 간극 접합이라고 하는 구멍을 통해 작은 분자와 이온으로 구성된 신호를 전달함으로써 보다 직접적인 방식으로 서로 통신할 수 있습니다. 전기 신호를 전달하는 간극 접합을 전기 시냅스라고 합니다. 대부분의 화학적 시냅스와 달리 전기 시냅스는 축색 돌기 또는 수상 돌기 접촉을 통해 상호 작용합니다. 신경계 전체에서 발견되는 이들은 상대적으로 적은 수의 억제성 GABA성 뉴런을 척추동물 뇌 내의 크고 효과적인 네트워크로 연결하는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 그것들은 대부분의 화학적 시냅스가 형성되기 전에 발달 초기에 특히 중요하지만 최근 연구에 따르면 간극 접합이 성인 신경계에서도 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다. 간극 접합은 때때로 세포 사이의 단순한 통로로 생각됩니다. 그러나 최근 작업에서 알 수 있듯이 그 속성은 복잡하고 놀라울 수 있습니다. 갭 접합은 신경 진동을 생성, 전파 및 조절하는 데 도움이 되며 전기 신호를 필터링할 수 있으며 다양한 방식으로 변조될 수 있습니다. 여기에서 우리는 신경계 전반에 걸쳐 갭 접합의 다양성과 중요성을 강조하는 최근 작업에 대해 논의합니다.


  • 고정 관념
  • 틀에 박힌
  • 랑비에 노드
  • 수상 돌기
  • 후각
  • 수초화
  • 자폐성
  • 플라스틱
  • 신경교
  • 미엘린
  • 혈액뇌장벽
  • 신경교세포
  • 축삭
  • 고정 관념
  • 세포자멸사
  • 랑비에 노드
  • 자극
  • 신경전달물질
  • 뉴런

활동 전위의 역학

  • NS 시냅스 뉴런이 정보를 교환하는 접합점입니다.
  • 전기 반응의 단계 시냅스 다음과 같습니다:
  • 화학적 인 시냅스 전기보다 훨씬 더 복잡합니다. 시냅스, 속도가 느려지지만 다른 결과를 생성할 수도 있습니다.
  • 전기 같은 시냅스 화학 물질보다 빠릅니다 시냅스 수용체가 화학적 메신저를 인식할 필요가 없기 때문입니다.
  • 전기 분야에서 장기적인 변화를 볼 수 있습니다. 시냅스.

신경가소성

  • 학습은 뉴런의 내부 구조에 변화가 있거나 신경 세포의 수가 증가할 때 발생합니다. 시냅스 뉴런 사이.
  • 태어날 때 약 2,500 시냅스 인간 아기의 대뇌 피질에서.
  • 3세가 되면 대뇌피질은 약 15,000 시냅스.
  • 아폽토시스는 유아기와 청소년기에 발생하며 그 이후에는 세포 수가 감소합니다. 시냅스.
  • 가지치기된 뉴런의 선택은 "사용하거나 잃는다"는 원칙을 따릅니다. 시냅스 자주 사용하는 것은 강한 연결성을 가지고 있지만 드물게 사용되는 시냅스 제거됩니다.

신경전달물질

  • 신경 전달 물질은 신경 세포에서 신호를 전달하는 화학 물질입니다. 시냅스 타겟 셀에.
  • 신경 전달 물질은 신경 세포에서 표적 세포로 신호를 전달하는 화학 물질입니다. 시냅스.
  • 여러 곳에서 발견되는 신경 전달 물질의 여러 시스템이 있습니다. 시냅스 신경계에서.
  • 아미노산 신경전달물질은 체내에서 제거된다. 시냅스 재흡수에 의해.
  • 신경 펩티드는 종종 다음에서 방출됩니다. 시냅스 다른 신경 전달 물질과 함께.

어린 시절의 인지 발달

  • 뇌의 신경 세포가 제자리에 있으면 다음을 형성합니다. 시냅스.
  • 이것들 시냅스 뇌의 의사 소통을 돕는 화학 신호인 신경 전달 물질을 방출합니다.
  • 시냅스 빠르게 진화하고, 그렇게 함으로써 일부 시냅스 새롭거나 더 중요한 것을 위한 공간을 만들기 위해 죽을 것입니다.
  • 이 프로세스는 시냅스 그리고 두뇌 발달에 도움을 줍니다.
  • 시냅스, 또는 신경 세포 사이의 공간은 어린 시절에 빠르게 발달합니다.

습관화, 민감화 및 강화

  • 신경계가 변화하는 한 가지 방법은 강화 또는 신경 강화를 통한 것입니다. 시냅스 (뉴런 사이의 간격).
  • 신경 통신에서 신경 전달 물질은 한 뉴런의 축삭에서 방출되어 교차합니다. 시냅스, 그런 다음 인접한 뉴런의 수상돌기에 의해 포착됩니다.
  • 습관화하는 동안 더 적은 신경 전달 물질이 방출됩니다. 시냅스.
  • 이 이미지는 축삭에서 신경 전달 물질이 방출되어 두 뉴런이 통신하는 방식을 보여줍니다. 시냅스, 그리고 다른 뉴런의 수상돌기로.
  • 뉴런 사이의 통신은 신경 전달 물질이 한 뉴런의 축삭에서 방출되어 시냅스, 그리고 인접한 뉴런의 수상돌기에 의해 받아들여진다.

뉴런을 소개합니다

  • NS 시냅스 한 뉴런의 축삭 말단과 다음 뉴런의 수상돌기 사이의 화학적 접합입니다.
  • 한 뉴런의 축삭은 화학적으로 다른 뉴런의 수상돌기에 연결됩니다. 시냅스 그들 사이에.
  • 전기적으로 대전된 화학물질은 첫 번째 뉴런의 축삭에서 두 번째 뉴런의 수상돌기로 흐르고, 그 신호는 두 번째 뉴런의 수상돌기에서 축삭을 따라 흐릅니다. 시냅스, 세 번째 뉴런의 수상돌기 등.
  • 수상돌기, 세포체, 축삭, 시냅스 뉴런의 기본 부분이지만 다른 중요한 구조와 재료가 뉴런을 둘러싸서 더 효율적입니다.
  • 운동신경과 근섬유의 경계면은 특수한 시냅스 신경근 접합부라고 합니다.

고전적 조건화의 기본 원리

  • 그러나 이러한 경로는 다른 신경 경로와 동시에 활성화되기 때문에 약한 시냅스 청각 자극과 행동 반응 사이에 일어나는 반응.
  • 시간이 지남에 따라 이러한 시냅스 타액 분비로 이어지는 경로를 활성화하기 위해 부저 소리만 필요하도록 강화됩니다.

기타 단계

  • 전기 충격이 교차합니다. 시냅스 뇌의 뉴런 사이에서 신경 전달 물질을 방출합니다.
  • 뉴런의 확장인 수상돌기는 충동을 받아 시냅스 강도를 증가시키는 것은 장기 강화로 알려져 있습니다.

신경망

  • 뉴런 사이의 기본적인 연결 유형은 화학적 시냅스 및 화학적 또는 전기적 자극이 뉴런 사이에 전달되는 전기적 간극 접합.
  • 뉴런이 인접한 뉴런과 상호 작용하는 방법은 일반적으로 다음을 통해 연결된 여러 축삭 말단으로 구성됩니다. 시냅스 다른 뉴런의 수상돌기에.
  • 뉴런은 축삭을 따라 신호 또는 임펄스를 전송하여 다른 뉴런과 상호 작용합니다. 시냅스 이웃 뉴런의 수상돌기로

고전적 조건화의 기본 원리: Pavlov

  • 그러나 이러한 경로는 다른 신경 경로와 동시에 활성화되기 때문에 약한 시냅스 청각 자극과 행동 반응 사이에 일어나는 반응.
  • 시간이 지남에 따라 이러한 시냅스 타액 분비로 이어지는 경로를 활성화하기 위해 부저(또는 벨) 소리만 들도록 강화됩니다.
과목
  • 회계
  • 대수학
  • 미술사
  • 생물학
  • 사업
  • 계산법
  • 화학
  • 연락
  • 경제학
  • 재원
  • 관리
  • 마케팅
  • 미생물학
  • 물리학
  • 생리학
  • 정치 과학
  • 심리학
  • 사회학
  • 통계
  • 우리의 역사
  • 세계사
  • 쓰기

명시된 경우를 제외하고 이 사이트의 콘텐츠 및 사용자 기여는 CC BY-SA 4.0에 따라 사용이 허가되며 저작자 표시가 필요합니다.


내용물

뉴런의 기능은 세포 분극에 달려 있습니다. 신경 세포의 독특한 구조는 활동 전위가 방향으로(수지돌기에서 축삭으로) 이동할 수 있게 하고, 이러한 신호가 시냅스 후 뉴런에 의해 수신 및 전달되거나 효과기 세포에 의해 수신됩니다. 신경 세포는 오랫동안 세포 분극의 모델로 사용되어 왔으며, 특히 관심을 끄는 것은 시냅스 분자의 분극 국소화의 기본 메커니즘입니다. IMPase에 의해 조절되는 PIP2 신호전달은 시냅스 극성에서 필수적인 역할을 합니다.

포스포이노시티드(PIP, PIP2 및 PIP3)는 신경 극성에 영향을 미치는 것으로 밝혀진 분자입니다. 인지질 세포막 성분인 포스파티딜이노시톨(PI)의 조합 인산화에 의해 합성됩니다. PI는 다음에서 파생됩니다. -이노시톨은 세 가지 경로를 통해 얻어진다: 세포외 환경으로부터의 흡수, 포도당으로부터의 합성, 및 포스포이노시티드의 재활용. 둘 다 합성 -포도당의 이노시톨과 포스포이노시티드의 재활용은 -이노시톨 모노포스파타제 - IMPase - 이노시톨 포스페이트를 탈인산화하여 이노시톨을 생성하는 효소. Ζ] IMPase가 연구되었습니다 생체 내 리튬에 대한 감수성으로 인한 양극성 장애 연구와의 관련성으로 인해 어느 정도 기간이 지났습니다. 2006년 유전자(ttx-7)에서 확인되었습니다. Caenorhabditis elegans IMPase를 인코딩합니다. 돌연변이가 있는 유기체 ttx-7 유전자는 IMPase의 발현과 이노시톨의 적용에 의해 구조된 행동 및 국소화 결함을 입증했습니다. 리튬으로 처리된 야생형 유기체는 ttx-7 돌연변이. 이것은 IMPase가 시냅스 단백질 성분의 정확한 위치에 필요하다는 결론을 이끌어 냈습니다. ⎖]

NS egl-8 유전자는 PIP2를 절단하는 효소인 포스포리파제 Cβ(PLCβ)의 상동체를 암호화합니다. 언제 ttx-7 돌연변이에게도 돌연변이가 있었다 egl-8 유전자, 결함으로 인한 결함 ttx-7 유전자가 크게 역전되었으며 이는 PIP2의 축적이 돌연변이체의 부작용을 수정했음을 시사합니다. ttx-7 유전자. 또한, 돌연변이 unc-26 PIP2를 탈인산화하는 단백질을 암호화하는 유전자는 ttx-7 돌연변이. NS egl-8 돌연변이체는 리튬 치료에 내성이 있었습니다. 이것은 IMPase의 파괴가 뉴런에서 PIP2의 수준을 변경한다는 유전적 증거이며 이러한 결과는 PIP2 신호전달이 살아있는 뉴런에서 시냅스 구성요소의 극성화된 국소화를 확립한다는 것을 시사합니다. Ζ]


망막 간극 접합의 가소성: 시냅스 생리학 및 질병에서의 역할

간극 접합을 통한 전기적 시냅스 전달은 중추 신경계에서 직접적이고 신속한 신경 통신의 기초가 됩니다. 전기적 시냅스가 수행하는 기능적 역할의 다양성은 5가지 주요 뉴런 유형 각각에 의해 갭 접합이 표현되는 척추동물 망막에서 가장 잘 예시됩니다. 이 접합부는 매우 가소성이며 주변 조명과 빛으로 활성화되는 신경 조절기를 통해 작용하는 일주기 리듬에 의해 동적으로 조절됩니다. 전기적으로 결합된 뉴런에 의해 형성된 네트워크는 모든 망막 수준에서 시각 정보의 전송 및 처리에서 핵심적이고 다양한 역할을 하도록 위치하는 재구성 가능한 플라스틱 회로를 제공합니다. 최근 연구는 간극 접합이 망막의 다양한 병리학적 상태에서 볼 수 있는 진행성 세포 사멸 및 비정상적인 활동에 역할을 한다는 것을 나타냅니다. 따라서 갭 접합부는 녹내장 및 허혈성 망막병증과 같은 신경퇴행성 망막 질환의 치료에서 새로운 신경 보호 요법의 잠재적 표적을 형성합니다.

키워드: connexins 전기 시냅스 간극 접합 신경 퇴행성 망막.


패턴 생성 회로에서 전기 시냅스 수정

전기 시냅스를 수정하는 것은 처음에 보이는 것보다 더 흥미롭습니다. 우리의 최근 연구는 회로가 시냅스 강도의 변조에 대해 회로 출력이 얼마나 강력한지를 제어할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 발견했습니다.

간극 접합은 뉴런이 전기 신호의 직접적인 도관 역할을 하여 빠르게 통신할 수 있도록 합니다. 대부분의 신경과학자들은 전기 시냅스를 생각할 때 비정류 갭 접합을 가장 먼저 떠올릴 것입니다. 왜냐하면 그것들은 이상적인 교과서의 다양성이기 때문입니다. 비정류형 갭 접합을 통과하는 전류는 단순히 결합된 뉴런 간의 전압 차이의 함수입니다. 그러나 이것은 갭 접합 기공을 형성하는 두 개의 반 채널이 동일한 전압 의존성을 갖는 경우에만 해당됩니다.

도식은 뉴런이 다양한 갭 접합 서브유닛을 발현할 수 있음을 보여줍니다(왼쪽 상단). 갭 접합 컨덕턴스를 보정하는 것은 두 뉴런(오른쪽 상단) 간의 함수 전압 차이입니다. 하단 패널은 결합된 뉴런 출력이 정류 전기 시냅스의 극성과 결합된 뉴런의 고유 속성에 어떻게 의존하는지 보여줍니다.

우리는 과거 전기생리학 연구에서 단일 뉴런이 다양한 갭 접합 반채널 세트를 표현할 수 있다는 것을 알고 있으며, 이를 통해 다른 뉴런과 유사하게 다양한 갭 접합 채널을 형성할 수 있습니다. 이것은 전류가 양수인지 음수인지에 따라 전류 흐름이 허용되거나 제한될 수 있도록 전류가 뉴런 사이에 비대칭적으로 흐르는 전기 시냅스를 정류하는 결과를 초래할 수 있습니다. 우리가 몰랐던 것은 경쟁 발진기의 패턴 생성 회로에 대한 전기적 시냅스 정류의 결과였습니다. J. Neuroscience에 최근 발표된 연구는 이 질문을 다루었고 전기 시냅스를 수정하면 뉴런 회로가 화학적 시냅스를 포함한 시냅스의 변조에 반응하는 방식을 바꿀 수 있다는 결론을 내렸습니다. 우리는 연구를 위해 계산 모델을 사용했지만, 우리의 결과는 생물학적 네트워크에서 전기 시냅스를 수정하는 것이 운동 시스템에서 발견되는 것과 같은 리드미컬한 패턴을 생성하는 신경 회로에서 중요한 구성 요소가 될 수 있음을 나타냅니다.

Gabrielle Gutierrez는 올해 초 Brandeis에서 신경과학 박사 학위를 취득했으며 현재 파리의 Ecole Normale Superieure에서 Sophie Deneuve와 함께 박사후 과정을 밟고 있습니다.

Gutierrez GJ, Marder E. 전기 시냅스를 수정하면 출력 패턴 견고성에 대한 시냅스 변조의 영향에 영향을 미칠 수 있습니다. J Neurosci. 201333(32):13238-48.


CONNEXIN 돌연변이의 놀랍고 놀라운 결과

connexin 삭제로 인해 나타나는 다른 기능은 불완전하게 정의된 네트워크에서 여러 connexin-family 구성원의 복잡한 상호 작용이 손실되어 예상치 못한 설명할 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 예 중 일부는 여기에서 더 자세히 살펴봅니다.

혈관계의 간극 접합

세동맥은 내피 세포의 길이 방향 층으로 구성되어 혈액을 향하고 있으며 내피 세포는 내강 직경을 제어하는 ​​원형 평활근 세포 층에서 기저 판으로 분리됩니다. 세동맥 층에서 connexin 발현의 놀라운 복잡성이 있습니다. 평활근 세포는 주로 Cx43을 발현하고(Gabriels and Paul 1998), 내피 세포는 주로 Cx40을 발현하지만(Little et al. 1995 van Kempen and Jongsma 1999), 두 세포 유형 모두 두 연결체를 모두 발현합니다. Cx32 발현은 내피 세포에서 보고되었습니다(Okamoto et al. 2009). 평활근 세포는 Cx45를 독특하게 발현하는 반면(Kruger et al. 2000), 내피에만 Cx37이 포함되어 있습니다(Gabriels and Paul 1998 van Kempen and Jongsma 1999). 또한 혈관벽에 있는 이러한 연결체의 상대적 풍부도에는 상당한 지역적 차이가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 내피 Cx43은 혈관 분기점과 같은 전단 응력을 경험하는 영역에서 다른 연결을 희생시키면서 극적으로 상향 조절됩니다(Gabriels and Paul 1998). 세동맥층 내에 간극 접합이 형성될 뿐만 아니라 평활근과 내피 세포 사이에도 접합이 형성됩니다.myoendothelial junction의 connexin 함량은 아직 명확하지 않지만 시험관 내 연구에 따르면 내피 쪽에는 Cx40이 포함되어 있지는 않지만 대부분이 포함되어 있습니다(Isakson and Duling 2005).

간극 접합은 혈관 확장의 전도 확산에 강하게 연루되어 있습니다. 국소 내피 자극은 혈관 축을 따라 빠르게 전파되는 양방향 이완 파동을 시작합니다(Welsh and Segal 1998 Figueroa et al. 2003 de Wit et al. 2006). 전도된 혈관 확장을 위해서는 손상되지 않은 내피가 필요하며, 이는 거리에 따라 붕괴되지 않으므로 자가 재생 성분을 포함해야 합니다. 혈관 운동 활성의 전파는 Cx40 KO에서 상당히 억제되지만 Cx37 KO 동물에서는 그렇지 않습니다(Figueroa et al. 2003 de Wit et al. 2000). 내피 세포에서 동시 발현되는 Cx37의 손실이 증식에 영향을 미치지 않는다는 것이 처음에는 놀랍지만, 이것은 Cx40의 손실이 세포 내에서 극적인(㸠배) 감소를 유발한다는 사실로 설명될 수 있습니다. Cx37의 손실은 내피 Cx37 수준의 수준인 반면 Cx40 수준의 경미한(�배) 감소를 초래합니다(Simon and McWhorter 2003).

전파에서 갭 접합의 역할에 대한 간단한 모델은 내피 자극이 Cx40을 포함하는 갭 접합을 통해 내피층을 따라 수동적으로 전도되는 막 전위의 변화를 초래한다는 것입니다. 그러나 이 모델은 자체 전파를 설명하지 않습니다. 훨씬 더 문제가 되는 것은 Cx45를 Cx40 유전자좌로 녹인(knockin)하는 것이 Cx40 KO 표현형을 구하지 못한다는 것인데, 이는 내피 및 내피 간극 접합을 통한 막 전위 변화의 이온 확산이 중요한 요소가 아님을 시사합니다(Wolfle et al. 2007). 한편, 토끼 장골 동맥에서 접합부 통신을 선택적으로 억제하기 위해 connexin-mimetic 펩타이드를 사용한 연구에 따르면 Cx40은 내피 의존성 평활근 과분극에 필요하지만 Cx43은 평활근 층 내에서 과분극의 확산에 필요합니다(Chaytor et al. 2005). 종합하면, 이러한 관찰은 전파가 평활근 세포를 연결하는 간극 접합뿐만 아니라 근내피 간극 접합을 모두 필요로 하는 또 다른 모델을 제안합니다. 첫 번째 단계에서 내피 자극은 내피 유래 과분극 인자(EDHF)의 방출로 이어져 바로 인접한 평활근의 과분극을 유발합니다. EDHF 신호 전달에는 이노시톨 삼인산 및 Ca 2+에 투과성인 근내피 접합부가 필요하다고 제안되었습니다(Griffith 2007)(Isakson et al. 2007). 두 번째 단계는 Cx43으로 구성된 간극 접합을 통해 평활근 층 내에서 과분극이 전기적으로 확산되는 것을 포함할 수 있습니다. 이 층의 전기적 결합이 상대적으로 약하기 때문에 이 확산 정도는 적당할 것입니다. 세 번째 단계에서 평활근은 초기 자극 부위에서 원위부에 있는 내피 세포를 재자극하여 추가 라운드의 EDHF 방출을 재생해야 합니다. 평활근의 이완은 갭 접합이 없을 때 내피에서 평활근으로 이동할 수 있는 두 번째 인자인 내피 유래 이완 인자(산화질소)의 방출을 동반합니다. 이 모델은 Cx40 KO에서 전도된 혈관 확장의 손실과 일치하지만 Cx37 KO에서는 그렇지 않으며 아직 평가되지 않은 평활근 특이적 Cx43 KO에서 Cx40 KO 표현을 예측합니다.

혈관 운동 반응 외에도 connexin 녹아웃은 전신 혈압에 극적인 영향을 줄 수 있습니다. 혈관 내피 세포에서 Cx43의 조건부 파괴는 저혈압 및 서맥을 유발하며(Liao et al. 2001), 내피 산화질소 합성효소의 활성 증가로 인한 산화질소의 혈장 수준 상승을 동반합니다. 이러한 표현형은 현재 설명이 없으며 Cx43의 다른 혈관 결실 모델에서는 볼 수 없습니다(Theis et al. 2001). Cx43의 혈관 손실을 수반하는 저혈압과 달리 Cx40의 구성적 결실은 고혈압을 유발합니다(de Wit et al. 2006). 이 경우, 지오텐신 수치의 조절불능이 원인일 수 있습니다. 이 동물에서 레닌 생성 세포는 발달 중에 해부학적으로 변위되고(Kurtz et al. 2007) 또한 혈장 안지오텐신에 의한 피드백 억제에 덜 반응하여 혈장 레닌 수준이 증가합니다(Wagner et al. 2007). Cx40의 손실이 이러한 세포 국소화 결함을 초래하는 이유는 알려져 있지 않습니다. 흥미롭게도, Cx45의 Cx40 위치로의 노킹은 혈관운동 활성의 전파를 구출할 수 없지만(Wolfle et al. 2007), 이는 고레닌혈증을 없애고 전신성 고혈압을 부분적으로 약화시키고 레닌 방출의 안지오텐신 억제를 회복시킵니다(Schweda et al. 2008). 괄호 안에 있는 사구체 옆 장치의 평활근에서 Cx45가 제거되면 나중에 레닌 분비가 증가하고 혈압이 크게 상승합니다(Hanner et al. 2008 Yao et al. 2008).

Cx37 및 Cx40의 이중 녹아웃(dKO)은 개별 녹아웃에서 볼 수 없는 추가 표현형을 표시합니다. dKO 동물은 극적인 혈관 이상으로 주산기 사망합니다. E18.5까지 수많은 출혈이 피부를 통해 그리고 내부적으로 고환, 폐 및 내장에서 볼 수 있습니다. 혈관 형성은 고환과 소장의 결합 조직에서 이상하지만 다른 기관에서는 영향을 받지 않는 것으로 보입니다(Simon and McWhorter 2002 Simon and McWhorter 2003). 이러한 새로운 병리가 개별 연결의 개별 조절과 선택성의 조합으로 인해 발생하는지 또는 이것이 이종 또는 이형 세포간 채널에 의해 나타나는 고유한 특성 때문인지는 알려져 있지 않습니다.

안구 렌즈의 간극 접합

발달 동안, 시신경 소포는 위에 있는 외배엽이 세포의 속이 빈 구인 수정체 소포를 함입하고 꼬집도록 유도합니다. 소포의 후부 세포는 소포 내강을 막는 전방 세포와 접촉하는 수정체 섬유로 전방으로 연장됩니다. 따라서 수정체는 전방 상피와 후방 섬유가 있는 단단한 세포 낭종이 됩니다. 기관은 결국 혈관을 둘러싸고 있는 바구니를 잃어 완전히 무혈관 상태가 되어 모든 대사 요구에 대해 방수에 의존하게 됩니다. 수정체는 적도 표면의 줄기 세포 개체군과 새로운 수정체 섬유를 구별하는 인접 성장을 통해 유기체의 일생 동안 계속해서 부피가 커집니다. 오래된 섬유는 뒤집히지 않고 렌즈 내부에 남아 있습니다. 높은 굴절률과 투명도를 달성하기 위해 분화 섬유는 고농도의 가용성 단백질인 크리스탈린을 합성한 다음 제한된 세포자멸사를 거쳐 핵과 모든 광산란 소기관을 파괴합니다. 따라서 수정체 섬유는 소기관을 유지하는 전방 상피 세포에 대사적으로 의존합니다. 수정체 섬유는 많은 수의 간극 접합에 의해 서로 연결되고 상피 세포에 연결됩니다(Goodenough 1992). 상피에서 Na + K + ATPase의 비대칭 위치는 렌즈의 순환계로 모델링된(Rae 1979 Mathias 1985 Mathias 및 Rae 1989), translenticular potential과 DC 전류 흐름을 초래합니다(Candia et al. 1970). 높은 농도의 크리스탈린은 용액에 남아 있기 위해 이온 균형을 엄격하게 제어해야 하기 때문에 갭 접합에 의해 생성된 이온 합포체는 렌즈 투명도에 필수적입니다.

Cx43, 46, 50은 렌즈로 표현됩니다. Cx43과 50은 수정체 상피에서 풍부하게 발견됩니다(Beyer et al. 1987 Jiang et al. 1995 Martinez-Wittinghan et al. 2003). Cx46 및 50은 동일한 접합 플라크에 공동 국재화되는 수정체 섬유를 결합하는 것으로 발견되며(Paul et al. 1991) 동일한 연결 및 세포 간 채널로 공동 올리고머화되는 것으로 나타났습니다(Konig 및 Zampighi 1995 Jiang 및 Goodenough 1996). 실제로, 면역형광 연구는 섬유를 연결하는 모든 접합 플라크에서 Cx46과 50의 공동 국소화를 보여주었습니다. 이러한 해부학적 중첩을 감안할 때 Cx46 및 50의 표적화된 결실이 분명히 다른 표현형을 초래한다는 것은 놀라운 일입니다(Gong et al. 1997 White et al. 1998). 첫째, 둘 다 백내장을 유발하지만 발병 시기와 형태가 다릅니다. 둘째, Cx46이 아닌 Cx50의 삭제는 수정체 크기와 소안구증의 동반 감소와 함께 출생 후 성장 속도를 더 느리게 만듭니다(White et al. 1998). 흥미롭게도, 정상적인 성장 속도는 Cx50에 고유하게 의존합니다. 왜냐하면 Cx50의 코딩 영역을 Cx46의 코딩 영역으로 교체하는 것(Cx50 46/46)이 수정체 유사분열 속도를 완전히 구출할 수 없기 때문입니다(White 2002 Sellitto et al. 2004). 유사분열을 조절하는 Cx50 의존성 신호의 정체는 알려져 있지 않습니다(White et al. 2007). Cx46/Cx50 이중 녹아웃은 표현형이 더 심각하지만 두 개의 개별 connexin 결실의 합으로 예측 가능한 표현형을 보여줍니다(Xia et al. 2006).

Cx50 46/46 동물은 백내장이 전혀 없으며(White 2002), 단순히 적절한 수의 접합 채널을 복원하여 이러한 병리를 예방할 수 있음을 시사합니다. 따라서 Cx50 유전자좌(Cx50 +/46 )에서 Cx46 및 Cx50에 대해 이형접합성인 마우스에서 백내장이 발생한다는 것은 놀라운 일입니다(Martinez-Wittinghan et al. 2003). 또한 이 백내장은 Cx46KO 또는 Cx50KO 렌즈의 백내장과 형태학적으로 다릅니다. 후자의 두 백내장은 주로 핵형이지만 Cx50 +/46 백내장은 대부분 상피하입니다. 추가 십자가는 Cx50 +/46 백내장이 Cx46 유전자좌에서 Cx46의 투여량에 둔감하다는 것을 보여주며, 이 예상치 못한 표현형이 Cx46이 정상적으로 검출되지 않는 상피의 연결 화학량론의 변화의 결과임을 증명합니다. 중요하게도, 표현형은 동형 접합체(Cx50 46/46 ) 녹킨에서 백내장이 관찰되지 않기 때문에 Cx50 및 Cx46이 상피에서 공동 발현될 때만 발생합니다(White 2002). 백내장 외에도 Cx50 +/46 렌즈는 상피 평면 내에서 그리고 상피와 밑에 있는 섬유 사이에서 손상된 염료 전달을 나타냅니다(Martinez-Wittinghan et al. 2003). 상피에서 Cx46과 Cx50의 혼합이 염료 전달을 억제하고 새로운 백내장을 유발해야 하는 이유는 이러한 connexin이 생체 내 및 발현 시스템 모두에서 이형 및 이형 구성에서 기능적으로 상호 작용하기 때문에 완전히 설명할 수 없습니다(White et al. 1994 Jiang and Goodenough 1996 Hopperstad et al. 2000).

이러한 맥락에서 connexin 세포간 채널의 특이성을 기반으로 하는 메커니즘의 입증은 아직 누락되었습니다. 섬유 전도도는 WT보다 Cx50 46/46 노킹에서 더 낮았으며(Martinez-Wittinghan et al. 2004), 따라서 노킹 접근 방식은 동일한 수의 채널을 제공할 수 있지만 동일한 수준의 결합을 제공하지는 않습니다. 그럼에도 불구하고, 커플링 수준과 차등 유사분열 속도 사이의 관계는 여전히 불분명합니다. 우리는 소분자 투과성의 connexin 의존적 차이가 여러 연구에서 관찰되었기 때문에 세포간 채널의 차등 투과성이 더 중요한 역할을 할 수 있다는 개념을 선호합니다(Harris 2007). 예를 들어, cAMP에 대한 Cx43 채널 투과성은 Cx26보다 약 3배, Cx40보다 약 5배 높으며(Kanaporis et al. 2008), 노킨 표현형에서 관찰된 차이에 대한 개념적 틀을 제공합니다(Harris 2008).

수초와 중추신경계의 간극 접합

X-연관 형태의 샤르코-마리-투스 증후군과 관련된 Cx32의 돌연변이는 슈반 세포의 수초 부전과 관련된 말초 신경병증을 초래합니다. Cx32는 Schwann 세포가 Schmidt-Lantermann의 paranodal membranes 및 incisure에서 자체적으로 만드는 “reflexive” gap junction을 형성합니다. 이 해부학은 수초의 반사 접합이 핵주위와 아닥손 슈반 세포 세포질 사이의 통신에 필수적임을 시사합니다. 개별 Schwann 세포에서 두 세포질 구획 사이의 확산 속도 측정은 이러한 개념을 뒷받침합니다(Balice-Gordon et al. 1998). 그러나 WT와 Cx32 KO 동물의 확산 속도에는 큰 차이가 없습니다. 이러한 불일치를 설명하기 위해 세포 내 분포가 다소 다르지만 동일하게 풍부한 Cx29가 Cx32의 손실을 대체할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 그러나 Cx29는 희소돌기아교세포 또는 슈반 세포(Altevogt et al. 2002 Nagy et al. 2003 Altevogt and Paul 2004)의 생체 내 간극 접합 플라크에 축적되지 않거나 조직 배양 세포에서 발현될 때 기능 간극 접합을 형성하지 않습니다(Altevogt et al. 2002). ). 반면에 Cx29 KO는 미엘린 결함을 나타내지만 Corti 기관의 나선 신경절 뉴런의 세포체에 국한된 결함을 보입니다(Tang et al. 2006).

connexins에 대한 추가적인 놀라운 역할은 발달 중인 신피질에서 나타났습니다(Elias et al. 2007). Cx26 및 Cx43 단백질 발현은 shRNA를 E16 배아 피질로 전기천공함으로써 실질적으로 녹다운되었습니다. Connexin 녹다운은 중간 영역에서 방사형 아교세포를 따라 뉴런의 이동을 지연시키고 하부 및 상부 피질 판에 도달하는 세포의 손실을 초래했습니다. 추가 실험은 정상적인 이동이 connexin의 신경교 발현보다는 신경 세포에 의존한다는 것을 보여주었습니다(Elias et al. 2007). Connexin 녹다운 뉴런은 유사분열에서 정상적인 종료 시점과 세포자멸사에서 감지 가능한 변화를 보이지 않았으며, 이는 세포 통신의 변화와 Ca 2+ 파동의 반채널 관여가 유사분열 주기의 단계와 상관관계가 있기 때문에 예상치 못한 일입니다(Bittman et al. 2007). ). 놀랍게도, 채널이 죽은 돌연변이(Beahm et al. 2006)가 이동 결함을 구한 반면, 돌연변이는 연결 짝짓기의 손실(반채널 활성은 아님)과 세포질 파트너와의 상호 작용 손실(C-말단 잘림)을 모두 초래했습니다. 구조할 수 없었습니다(Elias et al. 2007). 이러한 데이터는 정확한 신경 이동을 위해 채널 활성보다는 코넥신의 접착 특성이 필요하다는 결론을 이끌어 냈습니다. 이러한 맥락에서, Cx43 반채널이 배양에서 HeLa와 C6 신경교종 세포 사이에 접착력을 부여할 수 있다는 것은 흥미로운 일입니다(Cotrina et al. 2008).

요약하면, connexin과 innexin은 고형 조직의 세포와 혈액의 순환 요소 사이의 세포간 상호 작용을 촉진하는 데 보편적으로 사용됩니다(Wong et al. 2006). 그것들은 순간에서 몇 시간에 이르기까지 다양한 수준의 규제를 보여줍니다. 유전 연구에 따르면 갭 접합은 항상성, 조절, 재생 및 발달의 다양한 기능에 관여합니다. 세포 내 작은 분자의 복잡한 스펙트럼이 잠재적으로 갭 접합 채널을 통해 이웃으로 확산될 수 있다는 점을 감안할 때, 각 기능을 수행하는 관련 작은 분자의 식별은 어려웠습니다. 갭 접합 채널의 6량체 전구체인 Connexons는 측분비 신호를 촉진하는 비접합 막에서 반채널로 기능할 수 있습니다. 채널 기능이 없더라도 연결의 접착성은 중요한 이동 신호를 제공할 수 있습니다. connexin 및 innexin의 다중 기능과 채널 선택성 및 조절에 의해 제어되는 이러한 기능에 대한 기여를 밝히는 것은 집단 세포 행동의 여러 측면을 이해하는 데 기본입니다.


망막 간극 접합의 가소성: 시냅스 생리학 및 질병에서의 역할

간극 접합을 통한 전기적 시냅스 전달은 중추 신경계에서 직접적이고 신속한 신경 통신의 기초가 됩니다. 전기적 시냅스가 수행하는 기능적 역할의 다양성은 5가지 주요 뉴런 유형 각각에 의해 갭 접합이 표현되는 척추동물 망막에서 가장 잘 예시됩니다. 이 접합부는 매우 가소성이며 주변 조명과 빛으로 활성화되는 신경 조절기를 통해 작용하는 일주기 리듬에 의해 동적으로 조절됩니다. 전기적으로 결합된 뉴런에 의해 형성된 네트워크는 모든 망막 수준에서 시각 정보의 전송 및 처리에서 핵심적이고 다양한 역할을 하도록 위치하는 재구성 가능한 플라스틱 회로를 제공합니다. 최근 연구는 간극 접합이 망막의 다양한 병리학적 상태에서 볼 수 있는 진행성 세포 사멸 및 비정상적인 활동에 역할을 한다는 것을 나타냅니다. 따라서 갭 접합부는 녹내장 및 허혈성 망막병증과 같은 신경퇴행성 망막 질환의 치료에서 새로운 신경 보호 요법의 잠재적 표적을 형성합니다.

키워드: connexins 전기 시냅스 간극 접합 신경 퇴행성 망막.


패턴 생성 회로에서 전기 시냅스 수정

전기 시냅스를 수정하는 것은 처음에 보이는 것보다 더 흥미롭습니다. 우리의 최근 연구는 회로가 시냅스 강도의 변조에 대해 회로 출력이 얼마나 강력한지를 제어할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 발견했습니다.

간극 접합은 뉴런이 전기 신호의 직접적인 도관 역할을 하여 빠르게 통신할 수 있도록 합니다. 대부분의 신경과학자들은 전기 시냅스를 생각할 때 비정류 갭 접합을 가장 먼저 떠올릴 것입니다. 왜냐하면 그것들은 이상적인 교과서의 다양성이기 때문입니다. 비정류형 갭 접합을 통과하는 전류는 단순히 결합된 뉴런 간의 전압 차이의 함수입니다. 그러나 이것은 갭 접합 기공을 형성하는 두 개의 반 채널이 동일한 전압 의존성을 갖는 경우에만 해당됩니다.

도식은 뉴런이 다양한 갭 접합 서브유닛을 발현할 수 있음을 보여줍니다(왼쪽 상단). 갭 접합 컨덕턴스를 보정하는 것은 두 뉴런(오른쪽 상단) 간의 함수 전압 차이입니다. 하단 패널은 결합된 뉴런 출력이 정류 전기 시냅스의 극성과 결합된 뉴런의 고유 속성에 어떻게 의존하는지 보여줍니다.

우리는 과거 전기생리학 연구에서 단일 뉴런이 다양한 갭 접합 반채널 세트를 표현할 수 있다는 것을 알고 있으며, 이를 통해 다른 뉴런과 유사하게 다양한 갭 접합 채널을 형성할 수 있습니다. 이것은 전류가 양수인지 음수인지에 따라 전류 흐름이 허용되거나 제한될 수 있도록 전류가 뉴런 사이에 비대칭적으로 흐르는 전기 시냅스를 정류하는 결과를 초래할 수 있습니다. 우리가 몰랐던 것은 경쟁 발진기의 패턴 생성 회로에 대한 전기적 시냅스 정류의 결과였습니다. J. Neuroscience에 최근 발표된 연구는 이 질문을 다루었고 전기 시냅스를 수정하면 뉴런 회로가 화학적 시냅스를 포함한 시냅스의 변조에 반응하는 방식을 바꿀 수 있다는 결론을 내렸습니다. 우리는 연구를 위해 계산 모델을 사용했지만, 우리의 결과는 생물학적 네트워크에서 전기 시냅스를 수정하는 것이 운동 시스템에서 발견되는 것과 같은 리드미컬한 패턴을 생성하는 신경 회로에서 중요한 구성 요소가 될 수 있음을 나타냅니다.

Gabrielle Gutierrez는 올해 초 Brandeis에서 신경과학 박사 학위를 취득했으며 현재 파리의 Ecole Normale Superieure에서 Sophie Deneuve와 함께 박사후 과정을 밟고 있습니다.

Gutierrez GJ, Marder E. 전기 시냅스를 수정하면 출력 패턴 견고성에 대한 시냅스 변조의 영향에 영향을 미칠 수 있습니다. J Neurosci. 201333(32):13238-48.


신경 연결

수많은 연구에 따르면 뉴런은 서로 무질서하게 연결되어 있지 않지만 서로 다른 신경 센터 사이의 관계는 특정 동물 종을 초월한 지침을 따르며 동물 그룹의 특징입니다..

서로 다른 신경 센터 사이의 이러한 연결은 배아 발달 중에 발생하며 성장하고 발달함에 따라 완전해집니다. 다른 척추 동물의 기본 배선은 일반적으로 유사합니다. 유전자 발현 패턴의 반영 공통 조상으로부터 물려받은 것.

뉴런이 분화하는 동안 축삭은 그 단계에 있던 구조의 화학적 특성에 따라 발달하며, 이는 신경망 내에서 자신을 위치 지정하고 위치 지정하는 방법을 아는 데 참조 역할을 합니다.

신경 연결 연구는 또한 일반적으로 원점 중심에 있는 뉴런의 위치와 대상 중심에 있는 축삭의 위치 사이에 예측 가능한 일치가 있으며 연결에 대한 정확한 지형 지도가 둘 사이에 만들어질 수 있음을 보여주었습니다. 지역.


Caenorhabditis elegans 기계 감각 회로의 전기 커플링

I. Rabinowitch, W.R. Schafer, 네트워크 기능 및 가소성, 2017

추상적 인

간극 접합에 의해 형성된 전기적 시냅스는 인간의 뇌와 단순한 신경계에 널리 퍼져 있습니다. 선충 Caenorhabditis elegans, 302개의 뉴런과 약 4000개의 전기 시냅스의 완전히 매핑된 연결체를 통해 신경 미세 회로에서 전기 결합의 기능적 중요성을 조사하는 데 매우 적합합니다. 우리는 허브-스포크 갭 접합 회로가 C. 엘레간스 코 접촉 회피 행동을 제어하기 위해 기계 감각 정보의 통합을 중재합니다. 활성 입력과 비활성 입력에 대한 억제 분로 사이의 측면 촉진의 조합은 다른 허브 및 스포크 회로와 공유될 수 있는 속성인 아날로그 일치 감지기를 구현합니다. 우리는 또한 광범위한 실험적 응용을 가질 수 있는 이소성 갭 접합의 합성 삽입을 위한 유전자 변형 방법을 설명합니다.


참고문헌

Auerbach, A. A. & Bennett, M. V. L. (1969a) 척추동물의 중추 신경계에 있는 거대 섬유 시냅스에서의 화학적 매개 전달. 일반 생리학 저널 53, 183–210.

Auerbach, A. A. & Bennett, M. V. L. (1969b) 척추동물의 중추 신경계에 있는 정류 전기 긴장 시냅스. 일반 생리학 저널 53, 211–37.

Baker, R. & Llinas, R. (1971) 쥐 중뇌 핵의 뉴런 사이의 전자 커플링. 생리학 저널 212, 45–63.

Barnes, T. M. (1994) OPUS: 성장하는 갭 접합 단백질 제품군? 유전학의 경향 10, 303–5.

Barrio, LC, Suchyna, T., Bargiello, T., Xu, LX, Roginski, RS, Bennett, MVL & Nicholson, BJ(1991) connexins 26 및 32 단독 및 조합에 의해 형성된 갭 접합은 인가 전압에 따라 다르게 영향을 받습니다. [게시된 정오표가 에 나타납니다. 국립과학원 회보 (미국) 1992년 5월 1, 4220]. 국립과학원 회보 (미국) 88, 8410–14.

Bennett, M. V. L., Zheng, X. & Sogin, M. L. (1994) Connexins 및 가계도. 일반생리학회 시리즈 49, 223–33.

Bennett, M. V. L. (1966) 전자 접합의 생리학. 뉴욕 과학 아카데미의 연대기 137, 509–39.

Bennett, M. V. L. (1968) 전기 기관의 신경 조절. 에 중추신경계와 물고기의 행동 (Ingle, D. 편집) pp. 147–69. 시카고: 시카고 대학 출판부.

Bennett, M. V. L. (1971) 전기 기관. 에 물고기 생리학 (Hoar, W. S. & Randall, D. J. 편집) pp. 347–491. 뉴욕: 학술 언론.

Bennett, M. V. L. (1977) 전기 전송: 기능 분석 및 화학적 전송과의 비교. 에 생리학 핸드북 – 신경계 I (Kandel, E. R. 편집) pp. 357–416. 워싱턴: 미국 생리학회.

Bennett, M. V. L. (1985) Occam의 면도날로 닉네임: 시냅스 전달 조사에서의 단일주의. 생물학 게시판 168, 159–67.

Bennett, M.V.L., Barrio, L.C., Bargiello, T.A., Spray, D.C., Hertzberg, E. & Saez, J.C. (1991) 갭 접합: 새로운 도구, 새로운 답변, 새로운 질문. 뉴런 6, 305–20.

Bennett, M. V. L., Crain, S. M. & Grundfest, H. (1959a) 수질상 뉴런의 전기 생리학 회전 타원체 마쿨라투스. I. orthodromic 및 antidromic 응답. 일반 생리학 저널 43, 159–88.

Bennett, M. V. L., Crain, S. M. & Grundfest, H. (1959b) 수질상 뉴런의 전기 생리학 회전 타원체. III. 수질상 뉴런의 조직. 일반 생리학 저널 43, 221–50.

Bennett, M. V. L., Nakjima, Y. & Pappas, G. D. (1967a) 생리학 및 전자 접합의 미세 구조. I. 수질상 뉴런. 신경 생리학 저널 30, 161–79.

Bennett, M. V. L., Nakajima, Y. & Pappas, G. D. (1967b) 생리학 및 전자 접합의 미세 구조. III. 거대 전기 운동 뉴런 말랍테루스 일렉트로쿠스. 신경 생리학 저널 30, 209–35.

Bennett, M. V. L. & Pappas, G. D. (1983) 몽상가의 전기 모터 시스템: 전기 긴장 시냅스에서 통합 작용에 대한 모델. 신경과학 저널 3, 748–61.

Bennett, M.V.L., Verselis, V., White, R.L. & Spray, D.C. (1988) 갭 접합 컨덕턴스: 게이팅. 에 갭 접합 (Hertzberg, E. L. & Johnson, R. G. 편집) pp. 287–304. 뉴욕: Alan R. Liss, Inc.

Blackshaw, S. E. & Warner, A. E. (1976) 신경계 발달의 신경판 단계 동안 휴식막 특성의 변화. 생리학 저널 255, 231–47.

Bodian, D. (1938) 척추동물 시냅스의 구조. 금붕어의 Mauthner 세포 및 인접 센터의 축삭 종말에 대한 연구. 비교 신경학 저널 68, 117–59.

Bukauskas, F.F., Elfgang, C., Willecke, K. & Weingart, R. (1995) 이형 갭 접합 채널(connexin26-connexin32)은 단일 컨덕턴스의 패러다임을 위반합니다. 플뤼거님의 아카이브 429, 870–2.

Burt, J. M. & Spray, D. C. (1989) 휘발성 마취제는 신생아 쥐 심근 세포 사이의 세포간 통신을 차단합니다. 순환 연구 65, 829–37.

Calakos, N. & Scheller, R. H. (1996) 시냅스 소포 생합성, 도킹 및 융합: 분자 설명. 생리학적 검토 76, 1–29.

Carr, C. E. & Boudreau, R. E. (1993) 헛간 올빼미의 핵 magnocellularis와 핵 층류의 조직: 이간 시간 차이를 인코딩하고 측정합니다. 비교 신경학 저널 334, 337–55.

Chang, M., Dahl, C. & Werner, R. (1994) connexin 33의 역할은 억제적인가? 생물물리학 저널 66, A20.

Christensen, B. N. (1983) 확인된 칠성장어 뉴런에 대한 electrotonic 시냅스 분포: 전자 현미경 분석과 모델 예측 비교. 신경 생리학 저널 49, 705–16.

Dani, J. W. & Smith, S. J. (1995) NMDA 유도 신경 활성화에 의한 성상 세포 칼슘 파동 유발. 시바 재단 심포지엄 188, 195–205.

Dowling, J. E. (1991) 망막 신경 조절: 도파민의 역할. 시각신경과학 7, 87–97.

Dudek, F.E., Snow, R.W. & Taylor, C.P. (1986) 간질 발작의 동기화에서 전기적 상호 작용의 역할. 신경학의 발전 44, 593–617.

에클스, J.C. (1964) 시냅스의 생리학. 베를린: Springer Verlag.

Ek, J. F., Delmar, M., Perzova, R. & Taffet, S.M. (1994) 심장 간극 접합 단백질 connexin43의 pH 게이팅에 대한 히스티딘 95의 역할. 순환 연구 74, 1058–64.

Elfgang, C., Eckert, R., Lichtenberg-Frate, H., Butterweck, A., Traub, O., Klein, RA, Hulser, DF & Willecke, K. (1995) 갭 접합의 비투과성 및 선택적 형성 connexin-transfected HeLa 세포의 채널. 세포생물학 저널 129, 805–17.

Faber, D. S. & Korn, H. (1989) 전기장 효과: 중앙 신경망에서의 관련성. 생리학적 검토 69, 821–63.

Fatt, P. (1954) 접합 전달의 생물 물리학. 생리학적 검토 34, 674–710.

Furshpan, E.J. & Furukawa, T. (1962) 금붕어 Mauthner 세포의 여러 영역의 세포 내 및 세포 외 반응. 신경 생리학 저널 25, 732–71.

Furshpan, E.J. & Potter, D.D. (1959) 가재의 거대한 모터 시냅스에서의 전송. 생리학 저널 145, 289–325.

Furukawa, T. & Furshpan, E. J. (1993) 금붕어 Mauthner 뉴런의 두 억제 메커니즘. 신경 생리학 저널 26, 140–76.

Goliger, J.A. & Paul, D.L. (1994) 발달 및 성숙한 쥐 표피에서 갭 접합 단백질 Cx26, Cx31.1, Cx37 및 Cx43의 발현. 발달 역학 200, 1–13.

Hall, D. H., Gilat, E. & Bennett, M. V. L. (1985) 도끼의 거대 섬유와 가슴 지느러미 내전 운동 뉴런 사이의 전자 시냅스를 정류하는 미세 구조. 신경세포학 저널 14, 825–34.

Hampson, E.C., Weiler, R. & Vaney, D.I. (1994) 포유동물 망막에서 수평 세포 간극 접합의 pH 개폐 도파민 조절. 런던 왕립 학회 시리즈 B 255, 67–72.

Harris, A.L., Spray, D.C. & Bennett, M.V.L. (1981) 전압 종속 접합 컨덕턴스의 운동 특성. 일반 생리학 저널 77, 95–117.

Harris, A.L., Spray, D.C. & Bennett, M.V. (1983) 갭 접합 컨덕턴스의 전압 의존성에 의한 세포간 통신 제어. 신경과학 저널 3, 79–100.

Hassinger, T. D., Guthrie, P. B., Atkinson, P. B., Bennett, M. V. L. & Kater, S. B. (1996) 성상세포 칼슘파 전파의 세포외 신호 구성 요소. 국립과학원 회보 (미국) 93, 13268–72.

Hatton, G. I. & Yang, Q. Z. (1994) 처녀 및 수유 중인 쥐의 시신경상 핵에서 신경 결합의 발생률: 뉴로비오틴 및 루시퍼 옐로우에 의한 추정. 뇌 연구 650, 63–9.

Hinrichsen, C.F.L. & Larramendi, L.M.H. (1968) 마우스 memsecephalic 다섯 번째 핵의 시냅스 및 클러스터 형성. 뇌 연구 7, 296–99.

Jefferys, J. G. R. (1995) 뇌에서 신경 활동의 비시냅스 조절: 전류 및 세포외 이온. [검토]. 생리학적 검토 75, 689–723.

Johnston, M.F., Simon, S.A. & Ramon, F. (1980) 전기 시냅스와 마취제의 상호 작용. 자연 286, 498–500.

Knier, J., Verselis, V.K. & Spray, D.C. (1986) tuncate blastomeres 사이의 갭 접합: 양서류와 비교한 게이팅 유사점 및 차이점. 생물물리학 저널 49, 203a.

Korn, H. & Bennett, M. V. L. (1975) 전정 안진 및 경골 안구 운동 뉴런: 전기긴장 커플링 및 수지상 충동 개시의 기능. 신경 생리학 저널 38, 430–51.

Korn, H., Sotelo, C & Crepel, F. (1973) 쥐 측면 전정 핵의 뉴런 사이의 전자 커플링. 실험적 뇌 연구 16, 255–75.

Kriebel, M.E., Bennett, M.V.L., Waxman, S.G. & Pappas, G.D. (1969) 물고기의 안구 운동 뉴런: 전기 긴장성 커플링 및 임펄스 개시의 다중 부위. 과학 166, 520–4.

Lin, J. W. & Faber, D. S. (1988) 금붕어 Mauthner 세포의 단일 클럽 종결에 의해 매개되는 시냅스 전달. I. electrotonic 및 chemical postsynaptic potential의 특성. 신경과학 저널 8, 1302–12.

Llinas, R., Baker, R. & Sotelo, C. (1974) 고양이 열등한 올리브의 뉴런 사이의 Electrotonic 커플 링. 신경 생리학 저널 37, 560–71.

Martin, A. R. & Pilar, G. (1963) 조류 섬모 신경절에서 시냅스 전달의 이중 모드. 생리학 저널 168, 443–63.

Meszler, R. M., Pappas, G. D. & Bennett, M. V. L. (1974) 전기 뱀장어의 척수에 있는 전기 운동 시스템의 형태, 일렉트로포러스 일렉트로쿠스. 신경세포학 저널 251–61.

Meyer, R.A., Laird, D.W., Revel, J. P. & Johnson, R.G. (1992) Connexin 및 A-CAM 항체에 의한 갭 접합 및 부착 접합 어셈블리의 억제. 세포생물학 저널 119, 179–89.

Moore, L. K. & Burt, J. M. (1994) connexin-specific antisense oligodeoxynucleotides를 사용한 갭 접합 채널 발현의 선택적 차단. 미국 생리학 저널 267, C1371–80.

Moreno, A.P., Rook, M.B., Fishman, G.I. & Spray, D.C. (1994) 갭 접합 채널: 전압에 민감한 컨덕턴스 상태와 둔감한 컨덕턴스 상태. 생물물리학 저널 67, 113–19.

Mushegian, A. R. & Koonin, E. V. (1993) 제안된 식물 코넥신은 단백질 키나제 유사 단백질[편지]입니다. 식물 세포 5, 998–9.

Nelles, E., BÜtzler, C., Jung, D., Temme, A., Gabriel, H.-D. , Dahl, U., Traub, O., StÜmpel, F., Jungermann, K., Zielasek, J., Toyka, K. V., Dermietzel, R. & Willecke, K. (1996) 생성된 신호의 결함 전파 connexin32 결핍 마우스의 간에서 교감 신경 자극에 의해. 국립과학원 회보 (미국) 93, 9565–70.

Neyton, J. & Trautmann, A. (1985) 세포간 접합의 단일 채널 전류. 자연 317, 331–5.

Oliveira-Castro, G.M. & Loewenstein, W.R.(1971) 접합막 투과성. 2가 양이온의 효과. 막생물학 저널 5, 51–77.

Osipchuk, Y. & Cahalan, M. (1992) 비만 세포의 ATP 수용체에 의해 매개되는 칼슘 신호의 세포 간 확산. 자연 359, 241–4.

Pappas, G. D. & Bennett, M. V. L. (1986) 뉴런 사이의 전기 전달과 관련된 특수 접합. 뉴욕 과학 아카데미의 연대기 137, 495–508.

Peinado, A., Yuste, R. & Katz, L.C. (1993) 회로 형성 기간 동안 쥐의 신피질 뉴런 사이의 광범위한 염료 결합. 뉴런 10, 103–14.

Pereda, A. E. & Faber, D. S. (1996) 세포간 결합의 활동 의존적 단기 향상. 신경과학 저널 16, 983–92.

Perez-Armendariz, E.M., Romano, M.C., Luna, J., Miranda, C., Bennett, M. V. L & Moreno, A.P. (1994) 마우스 고환의 Leydig 세포 쌍 사이의 갭 접합 특성화. 미국 생리학 저널 267, C570–80.

Piccolino, M., Neyton, J. & Gerschenfeld, H.M. (1984) 거북이 망막의 수평 세포에서 도파민 및 순환 아데노신 3':5'-일인산에 의해 유도된 갭 접합 투과성의 감소. 신경과학 저널 4, 2477–88.

Pinching, A. J. & Powell, T. P. S. (1971) 후각 구근의 사구체 신경 필링. 세포 과학 저널 9, 347–77.

Rash, J.E., Dillman, R.K., Bilhartz, B.L., Duffy, H.S., Whalen, L.R. & Yasumura, T. (1996) 포유류 척수 전체에서 발견되고 매핑된 혼합 시냅스. 국립과학원 회보 (미국) 93, 4235–9.

Reaume, A.G., de Sousa, P.A., Kulkarni, S., Langille, B.L., Zhu, D., Davies, T.C., Juneja, S.C., Kidder, G.M. & Rossant, J. (1995) 신생아 쥐의 심장 기형 결핍 과학 267, 1831–4.

Reed, K.E., Westphale, E.M., Larson, D.M., Wang, H.Z., Veenstra, R.D. & Beyer, E.C. (1993) Molecular cloning and functional expression of human connexin37, an endothelial cell gap junction protein. 임상 조사 저널 91, 997–1004.

Rorig, B., Klausa, G. & Sutor, B. (1995) 발달 중인 쥐의 전두엽과 전두엽 피질에서 피라미드 뉴런 사이의 염료 커플링은 단백질 키나제 A 활성화 및 도파민에 의해 감소됩니다. 신경과학 저널 15, 7386–400.

Saez, J.C., Connor, J.A., Spray, D.C. & Bennett, M. V. L. (1989) 간세포 간극 접합부는 두 번째 메신저인 이노시톨 1,4,5-삼인산 및 칼슘 이온에 투과성입니다. 국립과학원 회보 (미국) 86, 2708–12.

Saez, JC, Nairn, AC, Czernik, AJ, Spray, DC, Hertzberg, EL, Greengard, P. & Bennett, MVL (1990) cAMP 의존성 단백질 키나제에 의한 간세포 갭 접합 단백질인 코넥신 32의 인산화, 단백질 키나제 C 및 Ca2+/칼모듈린 의존성 단백질 키나제 II. 유럽 ​​생화학 저널 192, 263–73.

Sanderson, M. J. (1995) 이노시톨 삼인산에 의해 매개되는 세포 내 칼슘 파동. 시바 재단 심포지엄 188, 175–89.

Silva, A., Kumar, S., Pereda, A. & Faber, D.S. (1995) 혼합 시냅스에서 시냅스 강도 조절: 도파민 수용체 차단 및 단백질 키나제 C 활성화의 효과. 신경약리학 34, 1559–65.

Sloper, J. J. (1972) 영장류 신피질에서 수상돌기 사이의 틈 접합부. 뇌 연구 44, 641–6.

Sotelo, C. & Llinas, R. (1972) 척추동물 소뇌 피질의 뉴런 사이의 특수 막 접합부. 세포생물학 저널 53, 271–89.

Spira, M. E. & Bennett, M. V. L. (1972) 뉴런 사이의 electrotonic 커플 링의 시냅스 제어. 뇌 연구 37, 294–300.

Spira, M.E., Spray, D.C. & Bennett, M.V.L. (1980) Navanax inermis의 확장 운동 뉴런의 시냅스 조직. 뇌 연구 195, 241–69.

Spray, D.C., Harris, A.L. & Bennett, M.V.L. (1981a) 전압 의존 접합 컨덕턴스의 평형 특성. 일반 생리학 저널 77, 77–93.

Spray, D.C., Harris, A. L. & Bennett, M. V. L. (1981b) Gap 접합 컨덕턴스는 세포내 pH의 단순하고 민감한 기능이다. 과학 211, 712–15.

Stauffer, K. A. (1995) 갭 접합 단백질 베타 1-코넥신(코넥신-32) 및 베타 2-코넥신(코넥신-26)은 이종체 헤미채널을 형성할 수 있습니다. 생물 화학 저널 270, 6768–72.

Teranishi, T., Negishi, K. & Kato, S. (1983) 도파민은 잉어 망막의 외부 수평 세포 사이의 S 전위 진폭과 염료 결합을 조절합니다. 자연 301, 243–6.

Trexler, E.B., Bennett, M.V.L., Bargiello, T.A. & Verselis, V.K. (1996) 갭 접합 반채널의 전압 게이팅 및 투과. 국립과학원 회보 (미국) 93, 5836–41.

Turin, L. & Warner, A. E. (1977) 이산화탄소는 초기 양서류 배아 세포 간의 이온 통신을 가역적으로 폐지합니다. 자연 270, 56–7.

Tuttle, R., Masuko, S. & Nakajima, Y. (1986) 금붕어 Mauthner 세포의 큰 수초가 있는 클럽 끝 시냅스의 동결 골절 연구: 간격 접합부의 정량적 분석에 대한 특별 참조. 비교 신경학 저널 246, 202–11.

Valiante, T.A., Perez Velazquez, J. L., Jahromi, S. S. & Carlen, P. L. (1995) 칼슘이 없는 유도 필드 버스트 활동 동안 CA1 뉴런의 커플링 전위. 신경과학 저널 15, 6946–56.

Vaney, D.I.(1991) 많은 다양한 유형의 망막 뉴런이 바이오시틴 또는 뉴로비오틴을 주입할 때 추적자 커플링을 나타냅니다. 신경과학 편지 125, 187–90.

Veenstra, R. D., Wang, H. Z., Beyer, E. C. & Brink, P. R. (1994) connexin45에 의해 형성된 갭 접합 채널의 선택적 염료 및 이온 투과성. 순환 연구 75, 483–90.

Veenstra, R.D., Wang, H.Z., Beblo, D.A., Chilton, M.G., Harris, A.L., Beyer, E.C. & Brink, P.R.(1995) connexin 특정 갭 접합의 선택성은 채널 전도도와 상관 관계가 없습니다. 순환 연구 77, 1156–65.

Verselis, V. K., Bennett, M. V. L. & Bargiello, T.A. (1991) 전압 종속 갭 접합 초파리 멜라노가스터. 생물물리학 저널 59, 114–26.

Verselis, V. K., Ginter, C. S. & Bargiello, T.A. (1994) 밀접하게 관련된 두 연결의 반대 전압 게이팅 극성. 자연 368, 348–51.

Watanabe, A. (1958) 바닷가재 심장 신경절의 뉴런 사이의 전기적 활동의 상호 작용. 일본 생리학 저널 8, 305–18.

White, T. W., Bruzzone, R. & Paul, D. L. (1995a) 세포간 채널 형성 단백질의 코넥신 패밀리. 국제 신장 48, 1148–57.

White, T.W., Paul, D.L., Goodenough, D.A. & Bruzzone, R. (1995b) 설치류 connexins 간의 선택적 상호 작용에 대한 기능 분석. 세포의 분자생물학 6, 459–70.


갭 접합

척추동물과 무척추동물에서 뉴런 간의 신호전달은 화학적 시냅스에 의해 가장 일반적으로 매개됩니다. 이 시냅스에서 시냅스전 뉴런에 의해 방출된 신경전달물질은 시냅스후 뉴런의 수용체에 의해 감지되어 수용체 자체를 통해 또는 수용체의 하류에서 세포내 신호전달에 의해 활성화된 채널을 통해 이온 유입을 유도합니다. 그러나 뉴런은 간극 접합이라고 하는 구멍을 통해 작은 분자와 이온으로 구성된 신호를 전달함으로써 보다 직접적인 방식으로 서로 통신할 수 있습니다. 전기 신호를 전달하는 간극 접합을 전기 시냅스라고 합니다. 대부분의 화학적 시냅스와 달리 전기 시냅스는 축색 돌기 또는 수상 돌기 접촉을 통해 상호 작용합니다. 신경계 전체에서 발견되는 이들은 상대적으로 적은 수의 억제성 GABA성 뉴런을 척추동물 뇌 내의 크고 효과적인 네트워크로 연결하는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 그것들은 대부분의 화학적 시냅스가 형성되기 전에 발달 초기에 특히 중요하지만 최근 연구에 따르면 간극 접합이 성인 신경계에서도 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다. 간극 접합은 때때로 세포 사이의 단순한 통로로 생각됩니다. 그러나 최근 작업에서 알 수 있듯이 그 속성은 복잡하고 놀라울 수 있습니다. 갭 접합은 신경 진동을 생성, 전파 및 조절하는 데 도움이 되며 전기 신호를 필터링할 수 있으며 다양한 방식으로 변조될 수 있습니다. 여기에서 우리는 신경계 전반에 걸쳐 갭 접합의 다양성과 중요성을 강조하는 최근 작업에 대해 논의합니다.


CONNEXIN 돌연변이의 놀랍고 놀라운 결과

connexin 삭제로 인해 나타나는 다른 기능은 불완전하게 정의된 네트워크에서 여러 connexin-family 구성원의 복잡한 상호 작용이 손실되어 예상치 못한 설명할 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 예 중 일부는 여기에서 더 자세히 살펴봅니다.

혈관계의 간극 접합

세동맥은 내피 세포의 길이 방향 층으로 구성되어 혈액을 향하고 있으며 내피 세포는 내강 직경을 제어하는 ​​원형 평활근 세포 층에서 기저 판으로 분리됩니다. 세동맥 층에서 connexin 발현의 놀라운 복잡성이 있습니다. 평활근 세포는 주로 Cx43을 발현하고(Gabriels and Paul 1998), 내피 세포는 주로 Cx40을 발현하지만(Little et al. 1995 van Kempen and Jongsma 1999), 두 세포 유형 모두 두 연결체를 모두 발현합니다. Cx32 발현은 내피 세포에서 보고되었습니다(Okamoto et al. 2009). 평활근 세포는 Cx45를 독특하게 발현하는 반면(Kruger et al. 2000), 내피에만 Cx37이 포함되어 있습니다(Gabriels and Paul 1998 van Kempen and Jongsma 1999). 또한 혈관벽에 있는 이러한 연결체의 상대적 풍부도에는 상당한 지역적 차이가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 내피 Cx43은 혈관 분기점과 같은 전단 응력을 경험하는 영역에서 다른 연결을 희생시키면서 극적으로 상향 조절됩니다(Gabriels and Paul 1998). 세동맥층 내에 간극 접합이 형성될 뿐만 아니라 평활근과 내피 세포 사이에도 접합이 형성됩니다. myoendothelial junction의 connexin 함량은 아직 명확하지 않지만 시험관 내 연구에 따르면 내피 쪽에는 Cx40이 포함되어 있지는 않지만 대부분이 포함되어 있습니다(Isakson and Duling 2005).

간극 접합은 혈관 확장의 전도 확산에 강하게 연루되어 있습니다. 국소 내피 자극은 혈관 축을 따라 빠르게 전파되는 양방향 이완 파동을 시작합니다(Welsh and Segal 1998 Figueroa et al. 2003 de Wit et al. 2006). 전도된 혈관 확장을 위해서는 손상되지 않은 내피가 필요하며, 이는 거리에 따라 붕괴되지 않으므로 자가 재생 성분을 포함해야 합니다. 혈관 운동 활성의 전파는 Cx40 KO에서 상당히 억제되지만 Cx37 KO 동물에서는 그렇지 않습니다(Figueroa et al. 2003 de Wit et al. 2000). 내피 세포에서 동시 발현되는 Cx37의 손실이 증식에 영향을 미치지 않는다는 것이 처음에는 놀랍지만, 이것은 Cx40의 손실이 세포 내에서 극적인(㸠배) 감소를 유발한다는 사실로 설명될 수 있습니다. Cx37의 손실은 내피 Cx37 수준의 수준인 반면 Cx40 수준의 경미한(�배) 감소를 초래합니다(Simon and McWhorter 2003).

전파에서 갭 접합의 역할에 대한 간단한 모델은 내피 자극이 Cx40을 포함하는 갭 접합을 통해 내피층을 따라 수동적으로 전도되는 막 전위의 변화를 초래한다는 것입니다. 그러나 이 모델은 자체 전파를 설명하지 않습니다. 훨씬 더 문제가 되는 것은 Cx45를 Cx40 유전자좌로 녹인(knockin)하는 것이 Cx40 KO 표현형을 구하지 못한다는 것인데, 이는 내피 및 내피 간극 접합을 통한 막 전위 변화의 이온 확산이 중요한 요소가 아님을 시사합니다(Wolfle et al. 2007). 한편, 토끼 장골 동맥에서 접합부 통신을 선택적으로 억제하기 위해 connexin-mimetic 펩타이드를 사용한 연구에 따르면 Cx40은 내피 의존성 평활근 과분극에 필요하지만 Cx43은 평활근 층 내에서 과분극의 확산에 필요합니다(Chaytor et al. 2005). 종합하면, 이러한 관찰은 전파가 평활근 세포를 연결하는 간극 접합뿐만 아니라 근내피 간극 접합을 모두 필요로 하는 또 다른 모델을 제안합니다. 첫 번째 단계에서 내피 자극은 내피 유래 과분극 인자(EDHF)의 방출로 이어져 바로 인접한 평활근의 과분극을 유발합니다. EDHF 신호 전달에는 이노시톨 삼인산 및 Ca 2+에 투과성인 근내피 접합부가 필요하다고 제안되었습니다(Griffith 2007)(Isakson et al. 2007). 두 번째 단계는 Cx43으로 구성된 간극 접합을 통해 평활근 층 내에서 과분극이 전기적으로 확산되는 것을 포함할 수 있습니다. 이 층의 전기적 결합이 상대적으로 약하기 때문에 이 확산 정도는 적당할 것입니다. 세 번째 단계에서 평활근은 초기 자극 부위에서 원위부에 있는 내피 세포를 재자극하여 추가 라운드의 EDHF 방출을 재생해야 합니다. 평활근의 이완은 갭 접합이 없을 때 내피에서 평활근으로 이동할 수 있는 두 번째 인자인 내피 유래 이완 인자(산화질소)의 방출을 동반합니다. 이 모델은 Cx40 KO에서 전도된 혈관 확장의 손실과 일치하지만 Cx37 KO에서는 그렇지 않으며 아직 평가되지 않은 평활근 특이적 Cx43 KO에서 Cx40 KO 표현을 예측합니다.

혈관 운동 반응 외에도 connexin 녹아웃은 전신 혈압에 극적인 영향을 줄 수 있습니다. 혈관 내피 세포에서 Cx43의 조건부 파괴는 저혈압 및 서맥을 유발하며(Liao et al. 2001), 내피 산화질소 합성효소의 활성 증가로 인한 산화질소의 혈장 수준 상승을 동반합니다. 이러한 표현형은 현재 설명이 없으며 Cx43의 다른 혈관 결실 모델에서는 볼 수 없습니다(Theis et al. 2001). Cx43의 혈관 손실을 수반하는 저혈압과 달리 Cx40의 구성적 결실은 고혈압을 유발합니다(de Wit et al. 2006). 이 경우, 지오텐신 수치의 조절불능이 원인일 수 있습니다. 이 동물에서 레닌 생성 세포는 발달 중에 해부학적으로 변위되고(Kurtz et al. 2007) 또한 혈장 안지오텐신에 의한 피드백 억제에 덜 반응하여 혈장 레닌 수준이 증가합니다(Wagner et al. 2007). Cx40의 손실이 이러한 세포 국소화 결함을 초래하는 이유는 알려져 있지 않습니다. 흥미롭게도, Cx45의 Cx40 위치로의 노킹은 혈관운동 활성의 전파를 구출할 수 없지만(Wolfle et al. 2007), 이는 고레닌혈증을 없애고 전신성 고혈압을 부분적으로 약화시키고 레닌 방출의 안지오텐신 억제를 회복시킵니다(Schweda et al. 2008). 괄호 안에 있는 사구체 옆 장치의 평활근에서 Cx45가 제거되면 나중에 레닌 분비가 증가하고 혈압이 크게 상승합니다(Hanner et al. 2008 Yao et al. 2008).

Cx37 및 Cx40의 이중 녹아웃(dKO)은 개별 녹아웃에서 볼 수 없는 추가 표현형을 표시합니다. dKO 동물은 극적인 혈관 이상으로 주산기 사망합니다. E18.5까지 수많은 출혈이 피부를 통해 그리고 내부적으로 고환, 폐 및 내장에서 볼 수 있습니다. 혈관 형성은 고환과 소장의 결합 조직에서 이상하지만 다른 기관에서는 영향을 받지 않는 것으로 보입니다(Simon and McWhorter 2002 Simon and McWhorter 2003). 이러한 새로운 병리가 개별 연결의 개별 조절과 선택성의 조합으로 인해 발생하는지 또는 이것이 이종 또는 이형 세포간 채널에 의해 나타나는 고유한 특성 때문인지는 알려져 있지 않습니다.

안구 렌즈의 간극 접합

발달 동안, 시신경 소포는 위에 있는 외배엽이 세포의 속이 빈 구인 수정체 소포를 함입하고 꼬집도록 유도합니다. 소포의 후부 세포는 소포 내강을 막는 전방 세포와 접촉하는 수정체 섬유로 전방으로 연장됩니다. 따라서 수정체는 전방 상피와 후방 섬유가 있는 단단한 세포 낭종이 됩니다. 기관은 결국 혈관을 둘러싸고 있는 바구니를 잃어 완전히 무혈관 상태가 되어 모든 대사 요구에 대해 방수에 의존하게 됩니다. 수정체는 적도 표면의 줄기 세포 개체군과 새로운 수정체 섬유를 구별하는 인접 성장을 통해 유기체의 일생 동안 계속해서 부피가 커집니다. 오래된 섬유는 뒤집히지 않고 렌즈 내부에 남아 있습니다. 높은 굴절률과 투명도를 달성하기 위해 분화 섬유는 고농도의 가용성 단백질인 크리스탈린을 합성한 다음 제한된 세포자멸사를 거쳐 핵과 모든 광산란 소기관을 파괴합니다. 따라서 수정체 섬유는 소기관을 유지하는 전방 상피 세포에 대사적으로 의존합니다. 수정체 섬유는 많은 수의 간극 접합에 의해 서로 연결되고 상피 세포에 연결됩니다(Goodenough 1992). 상피에서 Na + K + ATPase의 비대칭 위치는 렌즈의 순환계로 모델링된(Rae 1979 Mathias 1985 Mathias 및 Rae 1989), translenticular potential과 DC 전류 흐름을 초래합니다(Candia et al. 1970). 높은 농도의 크리스탈린은 용액에 남아 있기 위해 이온 균형을 엄격하게 제어해야 하기 때문에 갭 접합에 의해 생성된 이온 합포체는 렌즈 투명도에 필수적입니다.

Cx43, 46, 50은 렌즈로 표현됩니다. Cx43과 50은 수정체 상피에서 풍부하게 발견됩니다(Beyer et al. 1987 Jiang et al. 1995 Martinez-Wittinghan et al. 2003). Cx46 및 50은 동일한 접합 플라크에 공동 국재화되는 수정체 섬유를 결합하는 것으로 발견되며(Paul et al. 1991) 동일한 연결 및 세포 간 채널로 공동 올리고머화되는 것으로 나타났습니다(Konig 및 Zampighi 1995 Jiang 및 Goodenough 1996). 실제로, 면역형광 연구는 섬유를 연결하는 모든 접합 플라크에서 Cx46과 50의 공동 국소화를 보여주었습니다. 이러한 해부학적 중첩을 감안할 때 Cx46 및 50의 표적화된 결실이 분명히 다른 표현형을 초래한다는 것은 놀라운 일입니다(Gong et al. 1997 White et al. 1998). 첫째, 둘 다 백내장을 유발하지만 발병 시기와 형태가 다릅니다. 둘째, Cx46이 아닌 Cx50의 삭제는 수정체 크기와 소안구증의 동반 감소와 함께 출생 후 성장 속도를 더 느리게 만듭니다(White et al. 1998). 흥미롭게도, 정상적인 성장 속도는 Cx50에 고유하게 의존합니다. 왜냐하면 Cx50의 코딩 영역을 Cx46의 코딩 영역으로 교체하는 것(Cx50 46/46)이 수정체 유사분열 속도를 완전히 구출할 수 없기 때문입니다(White 2002 Sellitto et al. 2004). 유사분열을 조절하는 Cx50 의존성 신호의 정체는 알려져 있지 않습니다(White et al. 2007). Cx46/Cx50 이중 녹아웃은 표현형이 더 심각하지만 두 개의 개별 connexin 결실의 합으로 예측 가능한 표현형을 보여줍니다(Xia et al. 2006).

Cx50 46/46 동물은 백내장이 전혀 없으며(White 2002), 단순히 적절한 수의 접합 채널을 복원하여 이러한 병리를 예방할 수 있음을 시사합니다. 따라서 Cx50 유전자좌(Cx50 +/46 )에서 Cx46 및 Cx50에 대해 이형접합성인 마우스에서 백내장이 발생한다는 것은 놀라운 일입니다(Martinez-Wittinghan et al. 2003). 또한 이 백내장은 Cx46KO 또는 Cx50KO 렌즈의 백내장과 형태학적으로 다릅니다. 후자의 두 백내장은 주로 핵형이지만 Cx50 +/46 백내장은 대부분 상피하입니다. 추가 십자가는 Cx50 +/46 백내장이 Cx46 유전자좌에서 Cx46의 투여량에 둔감하다는 것을 보여주며, 이 예상치 못한 표현형이 Cx46이 정상적으로 검출되지 않는 상피의 연결 화학량론의 변화의 결과임을 증명합니다. 중요하게도, 표현형은 동형 접합체(Cx50 46/46 ) 녹킨에서 백내장이 관찰되지 않기 때문에 Cx50 및 Cx46이 상피에서 공동 발현될 때만 발생합니다(White 2002). 백내장 외에도 Cx50 +/46 렌즈는 상피 평면 내에서 그리고 상피와 밑에 있는 섬유 사이에서 손상된 염료 전달을 나타냅니다(Martinez-Wittinghan et al. 2003). 상피에서 Cx46과 Cx50의 혼합이 염료 전달을 억제하고 새로운 백내장을 유발해야 하는 이유는 이러한 connexin이 생체 내 및 발현 시스템 모두에서 이형 및 이형 구성에서 기능적으로 상호 작용하기 때문에 완전히 설명할 수 없습니다(White et al. 1994 Jiang and Goodenough 1996 Hopperstad et al. 2000).

이러한 맥락에서 connexin 세포간 채널의 특이성을 기반으로 하는 메커니즘의 입증은 아직 누락되었습니다. 섬유 전도도는 WT보다 Cx50 46/46 노킹에서 더 낮았으며(Martinez-Wittinghan et al. 2004), 따라서 노킹 접근 방식은 동일한 수의 채널을 제공할 수 있지만 동일한 수준의 결합을 제공하지는 않습니다. 그럼에도 불구하고, 커플링 수준과 차등 유사분열 속도 사이의 관계는 여전히 불분명합니다. 우리는 소분자 투과성의 connexin 의존적 차이가 여러 연구에서 관찰되었기 때문에 세포간 채널의 차등 투과성이 더 중요한 역할을 할 수 있다는 개념을 선호합니다(Harris 2007). 예를 들어, cAMP에 대한 Cx43 채널 투과성은 Cx26보다 약 3배, Cx40보다 약 5배 높으며(Kanaporis et al. 2008), 노킨 표현형에서 관찰된 차이에 대한 개념적 틀을 제공합니다(Harris 2008).

수초와 중추신경계의 간극 접합

X-연관 형태의 샤르코-마리-투스 증후군과 관련된 Cx32의 돌연변이는 슈반 세포의 수초 부전과 관련된 말초 신경병증을 초래합니다. Cx32는 Schwann 세포가 Schmidt-Lantermann의 paranodal membranes 및 incisure에서 자체적으로 만드는 “reflexive” gap junction을 형성합니다. 이 해부학은 수초의 반사 접합이 핵주위와 아닥손 슈반 세포 세포질 사이의 통신에 필수적임을 시사합니다. 개별 Schwann 세포에서 두 세포질 구획 사이의 확산 속도 측정은 이러한 개념을 뒷받침합니다(Balice-Gordon et al. 1998). 그러나 WT와 Cx32 KO 동물의 확산 속도에는 큰 차이가 없습니다. 이러한 불일치를 설명하기 위해 세포 내 분포가 다소 다르지만 동일하게 풍부한 Cx29가 Cx32의 손실을 대체할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 그러나 Cx29는 희소돌기아교세포 또는 슈반 세포(Altevogt et al. 2002 Nagy et al. 2003 Altevogt and Paul 2004)의 생체 내 간극 접합 플라크에 축적되지 않거나 조직 배양 세포에서 발현될 때 기능 간극 접합을 형성하지 않습니다(Altevogt et al. 2002). ). 반면에 Cx29 KO는 미엘린 결함을 나타내지만 Corti 기관의 나선 신경절 뉴런의 세포체에 국한된 결함을 보입니다(Tang et al. 2006).

connexins에 대한 추가적인 놀라운 역할은 발달 중인 신피질에서 나타났습니다(Elias et al. 2007). Cx26 및 Cx43 단백질 발현은 shRNA를 E16 배아 피질로 전기천공함으로써 실질적으로 녹다운되었습니다. Connexin 녹다운은 중간 영역에서 방사형 아교세포를 따라 뉴런의 이동을 지연시키고 하부 및 상부 피질 판에 도달하는 세포의 손실을 초래했습니다. 추가 실험은 정상적인 이동이 connexin의 신경교 발현보다는 신경 세포에 의존한다는 것을 보여주었습니다(Elias et al. 2007). Connexin 녹다운 뉴런은 유사분열에서 정상적인 종료 시점과 세포자멸사에서 감지 가능한 변화를 보이지 않았으며, 이는 세포 통신의 변화와 Ca 2+ 파동의 반채널 관여가 유사분열 주기의 단계와 상관관계가 있기 때문에 예상치 못한 일입니다(Bittman et al. 2007). ). 놀랍게도, 채널이 죽은 돌연변이(Beahm et al. 2006)가 이동 결함을 구한 반면, 돌연변이는 연결 짝짓기의 손실(반채널 활성은 아님)과 세포질 파트너와의 상호 작용 손실(C-말단 잘림)을 모두 초래했습니다. 구조할 수 없었습니다(Elias et al. 2007). 이러한 데이터는 정확한 신경 이동을 위해 채널 활성보다는 코넥신의 접착 특성이 필요하다는 결론을 이끌어 냈습니다. 이러한 맥락에서, Cx43 반채널이 배양에서 HeLa와 C6 신경교종 세포 사이에 접착력을 부여할 수 있다는 것은 흥미로운 일입니다(Cotrina et al. 2008).

요약하면, connexin과 innexin은 고형 조직의 세포와 혈액의 순환 요소 사이의 세포간 상호 작용을 촉진하는 데 보편적으로 사용됩니다(Wong et al. 2006). 그것들은 순간에서 몇 시간에 이르기까지 다양한 수준의 규제를 보여줍니다. 유전 연구에 따르면 갭 접합은 항상성, 조절, 재생 및 발달의 다양한 기능에 관여합니다. 세포 내 작은 분자의 복잡한 스펙트럼이 잠재적으로 갭 접합 채널을 통해 이웃으로 확산될 수 있다는 점을 감안할 때, 각 기능을 수행하는 관련 작은 분자의 식별은 어려웠습니다. 갭 접합 채널의 6량체 전구체인 Connexons는 측분비 신호를 촉진하는 비접합 막에서 반채널로 기능할 수 있습니다. 채널 기능이 없더라도 연결의 접착성은 중요한 이동 신호를 제공할 수 있습니다.connexin 및 innexin의 다중 기능과 채널 선택성 및 조절에 의해 제어되는 이러한 기능에 대한 기여를 밝히는 것은 집단 세포 행동의 여러 측면을 이해하는 데 기본입니다.


  • 고정 관념
  • 틀에 박힌
  • 랑비에 노드
  • 수상 돌기
  • 후각
  • 수초화
  • 자폐성
  • 플라스틱
  • 신경교
  • 미엘린
  • 혈액뇌장벽
  • 신경교세포
  • 축삭
  • 고정 관념
  • 세포자멸사
  • 랑비에 노드
  • 자극
  • 신경전달물질
  • 뉴런

활동 전위의 역학

  • NS 시냅스 뉴런이 정보를 교환하는 접합점입니다.
  • 전기 반응의 단계 시냅스 다음과 같습니다:
  • 화학적 인 시냅스 전기보다 훨씬 더 복잡합니다. 시냅스, 속도가 느려지지만 다른 결과를 생성할 수도 있습니다.
  • 전기 같은 시냅스 화학 물질보다 빠릅니다 시냅스 수용체가 화학적 메신저를 인식할 필요가 없기 때문입니다.
  • 전기 분야에서 장기적인 변화를 볼 수 있습니다. 시냅스.

신경가소성

  • 학습은 뉴런의 내부 구조에 변화가 있거나 신경 세포의 수가 증가할 때 발생합니다. 시냅스 뉴런 사이.
  • 태어날 때 약 2,500 시냅스 인간 아기의 대뇌 피질에서.
  • 3세가 되면 대뇌피질은 약 15,000 시냅스.
  • 아폽토시스는 유아기와 청소년기에 발생하며 그 이후에는 세포 수가 감소합니다. 시냅스.
  • 가지치기된 뉴런의 선택은 "사용하거나 잃는다"는 원칙을 따릅니다. 시냅스 자주 사용하는 것은 강한 연결성을 가지고 있지만 드물게 사용되는 시냅스 제거됩니다.

신경전달물질

  • 신경 전달 물질은 신경 세포에서 신호를 전달하는 화학 물질입니다. 시냅스 타겟 셀에.
  • 신경 전달 물질은 신경 세포에서 표적 세포로 신호를 전달하는 화학 물질입니다. 시냅스.
  • 여러 곳에서 발견되는 신경 전달 물질의 여러 시스템이 있습니다. 시냅스 신경계에서.
  • 아미노산 신경전달물질은 체내에서 제거된다. 시냅스 재흡수에 의해.
  • 신경 펩티드는 종종 다음에서 방출됩니다. 시냅스 다른 신경 전달 물질과 함께.

어린 시절의 인지 발달

  • 뇌의 신경 세포가 제자리에 있으면 다음을 형성합니다. 시냅스.
  • 이것들 시냅스 뇌의 의사 소통을 돕는 화학 신호인 신경 전달 물질을 방출합니다.
  • 시냅스 빠르게 진화하고, 그렇게 함으로써 일부 시냅스 새롭거나 더 중요한 것을 위한 공간을 만들기 위해 죽을 것입니다.
  • 이 프로세스는 시냅스 그리고 두뇌 발달에 도움을 줍니다.
  • 시냅스, 또는 신경 세포 사이의 공간은 어린 시절에 빠르게 발달합니다.

습관화, 민감화 및 강화

  • 신경계가 변화하는 한 가지 방법은 강화 또는 신경 강화를 통한 것입니다. 시냅스 (뉴런 사이의 간격).
  • 신경 통신에서 신경 전달 물질은 한 뉴런의 축삭에서 방출되어 교차합니다. 시냅스, 그런 다음 인접한 뉴런의 수상돌기에 의해 포착됩니다.
  • 습관화하는 동안 더 적은 신경 전달 물질이 방출됩니다. 시냅스.
  • 이 이미지는 축삭에서 신경 전달 물질이 방출되어 두 뉴런이 통신하는 방식을 보여줍니다. 시냅스, 그리고 다른 뉴런의 수상돌기로.
  • 뉴런 사이의 통신은 신경 전달 물질이 한 뉴런의 축삭에서 방출되어 시냅스, 그리고 인접한 뉴런의 수상돌기에 의해 받아들여진다.

뉴런을 소개합니다

  • NS 시냅스 한 뉴런의 축삭 말단과 다음 뉴런의 수상돌기 사이의 화학적 접합입니다.
  • 한 뉴런의 축삭은 화학적으로 다른 뉴런의 수상돌기에 연결됩니다. 시냅스 그들 사이에.
  • 전기적으로 대전된 화학물질은 첫 번째 뉴런의 축삭에서 두 번째 뉴런의 수상돌기로 흐르고, 그 신호는 두 번째 뉴런의 수상돌기에서 축삭을 따라 흐릅니다. 시냅스, 세 번째 뉴런의 수상돌기 등.
  • 수상돌기, 세포체, 축삭, 시냅스 뉴런의 기본 부분이지만 다른 중요한 구조와 재료가 뉴런을 둘러싸서 더 효율적입니다.
  • 운동신경과 근섬유의 경계면은 특수한 시냅스 신경근 접합부라고 합니다.

고전적 조건화의 기본 원리

  • 그러나 이러한 경로는 다른 신경 경로와 동시에 활성화되기 때문에 약한 시냅스 청각 자극과 행동 반응 사이에 일어나는 반응.
  • 시간이 지남에 따라 이러한 시냅스 타액 분비로 이어지는 경로를 활성화하기 위해 부저 소리만 필요하도록 강화됩니다.

기타 단계

  • 전기 충격이 교차합니다. 시냅스 뇌의 뉴런 사이에서 신경 전달 물질을 방출합니다.
  • 뉴런의 확장인 수상돌기는 충동을 받아 시냅스 강도를 증가시키는 것은 장기 강화로 알려져 있습니다.

신경망

  • 뉴런 사이의 기본적인 연결 유형은 화학적 시냅스 및 화학적 또는 전기적 자극이 뉴런 사이에 전달되는 전기적 간극 접합.
  • 뉴런이 인접한 뉴런과 상호 작용하는 방법은 일반적으로 다음을 통해 연결된 여러 축삭 말단으로 구성됩니다. 시냅스 다른 뉴런의 수상돌기에.
  • 뉴런은 축삭을 따라 신호 또는 임펄스를 전송하여 다른 뉴런과 상호 작용합니다. 시냅스 이웃 뉴런의 수상돌기로

고전적 조건화의 기본 원리: Pavlov

  • 그러나 이러한 경로는 다른 신경 경로와 동시에 활성화되기 때문에 약한 시냅스 청각 자극과 행동 반응 사이에 일어나는 반응.
  • 시간이 지남에 따라 이러한 시냅스 타액 분비로 이어지는 경로를 활성화하기 위해 부저(또는 벨) 소리만 들도록 강화됩니다.
과목
  • 회계
  • 대수학
  • 미술사
  • 생물학
  • 사업
  • 계산법
  • 화학
  • 연락
  • 경제학
  • 재원
  • 관리
  • 마케팅
  • 미생물학
  • 물리학
  • 생리학
  • 정치 과학
  • 심리학
  • 사회학
  • 통계
  • 우리의 역사
  • 세계사
  • 쓰기

명시된 경우를 제외하고 이 사이트의 콘텐츠 및 사용자 기여는 CC BY-SA 4.0에 따라 사용이 허가되며 저작자 표시가 필요합니다.


내용물

뉴런의 기능은 세포 분극에 달려 있습니다. 신경 세포의 독특한 구조는 활동 전위가 방향으로(수지돌기에서 축삭으로) 이동할 수 있게 하고, 이러한 신호가 시냅스 후 뉴런에 의해 수신 및 전달되거나 효과기 세포에 의해 수신됩니다. 신경 세포는 오랫동안 세포 분극의 모델로 사용되어 왔으며, 특히 관심을 끄는 것은 시냅스 분자의 분극 국소화의 기본 메커니즘입니다. IMPase에 의해 조절되는 PIP2 신호전달은 시냅스 극성에서 필수적인 역할을 합니다.

포스포이노시티드(PIP, PIP2 및 PIP3)는 신경 극성에 영향을 미치는 것으로 밝혀진 분자입니다. 인지질 세포막 성분인 포스파티딜이노시톨(PI)의 조합 인산화에 의해 합성됩니다. PI는 다음에서 파생됩니다. -이노시톨은 세 가지 경로를 통해 얻어진다: 세포외 환경으로부터의 흡수, 포도당으로부터의 합성, 및 포스포이노시티드의 재활용. 둘 다 합성 -포도당의 이노시톨과 포스포이노시티드의 재활용은 -이노시톨 모노포스파타제 - IMPase - 이노시톨 포스페이트를 탈인산화하여 이노시톨을 생성하는 효소. Ζ] IMPase가 연구되었습니다 생체 내 리튬에 대한 감수성으로 인한 양극성 장애 연구와의 관련성으로 인해 어느 정도 기간이 지났습니다. 2006년 유전자(ttx-7)에서 확인되었습니다. Caenorhabditis elegans IMPase를 인코딩합니다. 돌연변이가 있는 유기체 ttx-7 유전자는 IMPase의 발현과 이노시톨의 적용에 의해 구조된 행동 및 국소화 결함을 입증했습니다. 리튬으로 처리된 야생형 유기체는 ttx-7 돌연변이. 이것은 IMPase가 시냅스 단백질 성분의 정확한 위치에 필요하다는 결론을 이끌어 냈습니다. ⎖]

NS egl-8 유전자는 PIP2를 절단하는 효소인 포스포리파제 Cβ(PLCβ)의 상동체를 암호화합니다. 언제 ttx-7 돌연변이에게도 돌연변이가 있었다 egl-8 유전자, 결함으로 인한 결함 ttx-7 유전자가 크게 역전되었으며 이는 PIP2의 축적이 돌연변이체의 부작용을 수정했음을 시사합니다. ttx-7 유전자. 또한, 돌연변이 unc-26 PIP2를 탈인산화하는 단백질을 암호화하는 유전자는 ttx-7 돌연변이. NS egl-8 돌연변이체는 리튬 치료에 내성이 있었습니다. 이것은 IMPase의 파괴가 뉴런에서 PIP2의 수준을 변경한다는 유전적 증거이며 이러한 결과는 PIP2 신호전달이 살아있는 뉴런에서 시냅스 구성요소의 극성화된 국소화를 확립한다는 것을 시사합니다. Ζ]