连接蛋白36介导的缝隙连接有助于小鼠嗅球中对细微气味的区分以及二尖瓣细胞的后期兴奋过程

《The Journal of Physiology》：Connexin 36-mediated gap junctions contribute to fine odour discrimination and late-phase excitation of mitral cells in the mouse olfactory bulb

嗅觉辨别研究揭示Cx36基因敲除小鼠存在精细气味分辨障碍，其机制与嗅球mitral cells（MCs）的后期兴奋性下降相关。实验显示，敲除Cx36的小鼠在识别含相同单一气味与微量结构相似气味的混合气味时，辨别准确率显著降低，而简单气味对辨别无影响。生理学记录表明MCs对嗅球传入神经的刺激响应在300ms后相位（包括单脉冲及theta burst模式）的兴奋性电流幅度降低约50%，而嗅球全局场电位基本正常。该研究首次证实Cx36介导的间隙连接通过调控MCs的晚期兴奋过程影响精细嗅觉辨别功能。

　　

摘要

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哺乳动物嗅球（OB）中的输出性二尖瓣细胞（MCs）和簇状细胞（TCs）通过化学机制以及由连接蛋白36（Cx36）介导的缝隙连接进行耦合。在这里，我们测试了在敲除（KO）小鼠中消除缝隙连接的行为和生理效应，这些小鼠具有Cx36的纯合缺失。在一个“去/不去”联想学习任务中，发现Cx36 KO小鼠在面对包含单一分子气味和含有相同单一分子气味以及少量结构相似气味的混合物的刺激对时，其辨别能力下降。这种损伤并未出现在气味相似度较低的对中，这表明Cx36 KO小鼠在精细气味辨别方面存在嗅觉处理缺陷。在对Cx36 KO小鼠的嗅球切片进行生理记录时，发现MCs在对感觉传入神经的电刺激（无论是单个刺激脉冲还是模拟嗅闻的θ爆发模式）时表现出较低的兴奋性。MCs兴奋电流的减少在响应的后期阶段最为明显，即单个刺激脉冲后300毫秒或第一个θ爆发之后的所有θ爆发之后。在嗅球小球中记录的更全局性的局部场电位基本未受到Cx36 KO的影响。我们认为，KO诱导的精细气味辨别能力下降可能与MCs后期兴奋性的降低有关，因为小鼠在辨别复杂气味时需要更长的时间。

关键点

• 嗅球（OB）中的输出性二尖瓣细胞（MCs）通过连接蛋白36（Cx36）介导的缝隙连接进行强电耦合。然而，这些缝隙连接的行为和生理相关性尚未得到充分理解。
• 在Cx36敲除（KO）小鼠中进行的研究中，我们发现它们在“去/不去”联想学习任务中的气味辨别能力受损，尽管这种缺陷仅出现在涉及气味混合物的最困难任务中。这些结果是迄今为止首次证明Cx36 KO小鼠存在嗅觉行为缺陷的证据。
• 在嗅球切片中，Cx36 KO小鼠对感觉传入神经的电刺激表现出较低的兴奋性反应，但仅发生在反应的后期阶段。
• 我们认为，KO诱导的精细气味辨别能力下降可能与MCs后期兴奋性的降低有关，因为小鼠在辨别复杂气味时需要更长的时间。

数据可用性声明

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