Нейрокампус:Лекторий. Различие между ответами нейронов и астроцитов на локомоцию у мышей

Скоординированная активность различных типов клеток и их взаимодействия в активной среде мозга (АСМ) обеспечивают клеточную основу когнитивных функций. Нейроны и астроциты — два ключевых элемента АСМ. Мы провели двухфотонный кальциевый имиджинг этих клеток в соматосенсорной коре мышей, «перемещающихся» по платформе на воздушной подушке. Как в нейронах, так и в астроцитах наблюдалось повышение кальция при локомоции. В астроцитах кальциевые ответы сначала появлялись в дистальных отростках, а затем распространялись к сомам. В сомах уровень кальция увеличивался (кальциевый всплеск) и генерировались кальциевые осцилляции. В отличие от астроцитов, выраженная кальциевая активность наблюдалась в нейронах в периоды покоя и дополнительно увеличивалась во время локомоции. Уровень кальция в нейронах увеличивался сразу после начала локомоции, тогда как уровень кальция в астроцитах отставал на несколько секунд. Кальциевая активность является триггером метаболических процессов. Для их оценки мы применили рамановскую микроспектроскопию (микроспектроскопию комбинационного рассеяния) клеток в соматосенсорной коре мышей, «перемещающихся» по беговой дорожке. Для идентификации клеток, в астроцитах экспрессировался зеленый флуоресцентный белок (GFP), а в нейронах ближний инфракрасный флуоресцентный белок (NirFP). Рамановские спектры, записанные от отдельных клеток, использовались для количественного определения в них восстановленных цитохромов типа C и B. Количество восстановленных цитохромов обратимо увеличивалось в астроцитах и уменьшалось в нейронах во время эпизодов локомоции. Увеличение количества восстановленных цитохромов указывает на увеличение количества электронов в электрон-транспортной цепи астроцитов, что может способствовать генерации активных форм кислорода (АФК). Мы оценили генерацию АФК с помощью двухфотонного имиджинга перекиси водорода (H 2 O 2) в митохондриях астроцитов и нейронов. Действительно, локомоция приводила к увеличению H 2 O 2 в митохондриях астроцитов, но не нейронов. По всей видимости, H 2 O 2 участвует в сигнализации между астроцитами и другими клетками в АСМ.