Astrocytes Render Memory Flexible by Releasing D-Serine and Regulating NMDA Receptor Tone in the Hippocampus

NMDA受体 海马体 神经科学 认知灵活性 心理学 长期抑郁 海马结构 变质塑性 谷氨酸受体 长时程增强 医学 AMPA受体 认知 受体 内科学
作者
Wuhyun Koh,Mijeong Park,Ye Eun Chun,Jaekwang Lee,Hyun Soo Shim,Mingu Gordon Park,Sunpil Kim,Moonsun Sa,Jinhyeong Joo,Hyunji Kang,Soo‐Jin Oh,Junsung Woo,Heejung Chun,Seung Eun Lee,Jinpyo Hong,Jiesi Feng,Yulong Li,Hoon Ryu,Jeiwon Cho,C. Justin Lee
出处
期刊:Biological Psychiatry [Elsevier]
卷期号:91 (8): 740-752 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.biopsych.2021.10.012
摘要

Abstract

Background

NMDA receptor (NMDAR) hypofunction has been implicated in several psychiatric disorders with impairment of cognitive flexibility. However, the molecular mechanism of how NMDAR hypofunction with decreased NMDAR tone causes the impairment of cognitive flexibility has been minimally understood. Furthermore, it has been unclear whether hippocampal astrocytes regulate NMDAR tone and cognitive flexibility.

Methods

We employed cell type–specific genetic manipulations, ex vivo electrophysiological recordings, sniffer patch recordings, cutting-edge biosensor for norepinephrine, and behavioral assays to investigate whether astrocytes can regulate NMDAR tone by releasing D-serine and glutamate. Subsequently, we further investigated the role of NMDAR tone in heterosynaptic long-term depression, metaplasticity, and cognitive flexibility.

Results

We found that hippocampal astrocytes regulate NMDAR tone via BEST1-mediated corelease of D-serine and glutamate. Best1 knockout mice exhibited reduced NMDAR tone and impairments of homosynaptic and α1 adrenergic receptor–dependent heterosynaptic long-term depression, which leads to defects in metaplasticity and cognitive flexibility. These impairments in Best1 knockout mice can be rescued by hippocampal astrocyte-specific BEST1 expression or enhanced NMDAR tone through D-serine supplement. D-serine injection in Best1 knockout mice during initial learning rescues subsequent reversal learning.

Conclusions

These findings indicate that NMDAR tone during initial learning is important for subsequent learning, and hippocampal NMDAR tone regulated by astrocytic BEST1 is critical for heterosynaptic long-term depression, metaplasticity, and cognitive flexibility.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
8秒前
8秒前
森淼完成签到 ,获得积分10
9秒前
黄道婆完成签到 ,获得积分10
10秒前
鲁滨逊完成签到 ,获得积分10
12秒前
gangxiaxuan发布了新的文献求助20
14秒前
活力的妙芙完成签到,获得积分10
22秒前
缓慢雅青完成签到 ,获得积分10
26秒前
莎莎完成签到 ,获得积分10
26秒前
小文子完成签到,获得积分10
34秒前
111完成签到 ,获得积分10
34秒前
QY完成签到 ,获得积分10
35秒前
ni完成签到 ,获得积分10
35秒前
凉面完成签到 ,获得积分10
37秒前
等待的时光完成签到,获得积分10
37秒前
诚心代芙完成签到 ,获得积分10
38秒前
chenyiyi完成签到 ,获得积分10
39秒前
令狐新竹完成签到 ,获得积分10
40秒前
酷酷映冬完成签到 ,获得积分10
41秒前
Lz555完成签到 ,获得积分10
44秒前
zhilianghui0807完成签到 ,获得积分10
45秒前
mrwang完成签到 ,获得积分10
48秒前
白菜完成签到 ,获得积分10
49秒前
知行完成签到 ,获得积分10
50秒前
幽默大象完成签到 ,获得积分10
51秒前
健壮问兰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
暮晓见完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1Yer6完成签到 ,获得积分10
1分钟前
资山雁完成签到 ,获得积分10
1分钟前
maclogos完成签到,获得积分10
1分钟前
光亮若翠完成签到,获得积分10
1分钟前
我爱科研完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
一路有你完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沧海云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
怡心亭完成签到 ,获得积分10
1分钟前
果粒多完成签到 ,获得积分10
1分钟前
suki完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阔达一刀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Communist propaganda: a fact book, 1957-1958 500
Briefe aus Shanghai 1946‒1952 (Dokumente eines Kulturschocks) 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3167235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2818702
关于积分的说明 7921990
捐赠科研通 2478475
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1320350
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 632776
版权声明 602443