AdipoR1与AdipoR2在响应脂联素和AdipoRon时调节神经元放电稳态中的不同作用

《Cell Communication and Signaling》：Distinct roles of AdipoR1 and AdipoR2 in modulating neuronal firing homeostasis in response to adiponectin and AdipoRon

　　

摘要

背景

神经元网络活动的调节依赖于内在电路机制与代谢信号之间的相互作用。脂联素（APN）是一种外周脂肪因子，其受体存在于中枢神经系统（CNS）中，但APN/APN受体（AdipoR）信号是否会影响网络层面的放电动态，目前尚不完全清楚。

方法

我们在野生型、APN基因敲除、AdipoR1基因敲除以及AdipoR2基因敲除的初级皮质培养物中采用多电极阵列（MEA）记录技术，研究APN/AdipoR对网络层面放电动态的调控作用。除了使用天然脂联素和合成的AdipoR激动剂AdipoRon（AR）进行遗传学和药理学实验外，还在神经元培养物和人类前脑类器官中进行了剂量反应、洗脱试验、时间匹配对照、发育对照、ELISA检测以及双环辛二酮抑制试验。

结果

AR以浓度依赖的方式调节野生型神经网络的活动，高浓度时具有强烈的抑制作用，而低浓度时则表现为较弱或双向的作用。在神经元培养液中可检测到脂联素，这表明在该培养系统中存在局部脂联素相关的信号传导。与对照组相比，APN基因敲除和AdipoR1基因敲除的培养物显示出更高的放电率相关活动，而AdipoR2基因敲除的培养物则表现出较低的基线放电频率。天然脂联素和AR产生的时间变化特征也有所不同。在双环辛二酮解除抑制后的神经网络中，AR能够抑制网络放电，而脂联素则不能以相同的方式立即使网络停止放电。

结论

这些数据表明AdipoR信号在维持神经元网络平衡中起着重要作用，同时说明AdipoR1和AdipoR2在调控放电频率、爆发性放电及同步性方面的作用存在差异。总体而言，这些发现将AdipoR1和AdipoR2确定为调控放电稳态的差异性因子，并明确了神经元网络兴奋性稳态控制的代谢途径。