Tracking the estrogen receptor in neurons: Implications for estrogen-induced synapse formation

Estrogens (E) and progestins regulate synaptogenesis in the CA1 region of the dorsal hippocampus during the estrous cycle of the female rat, and the functional consequences include changes in neurotransmission and memory. Synapse formation has been demonstrated by using the Golgi technique, dye filling of cells, electron microscopy, and radioimmunocytochemistry. N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor activation is required, and inhibitory interneurons play a pivotal role as they express nuclear estrogen receptor alpha (ERα) and show E-induced decreases of GABAergic activity. Although global decreases in inhibitory tone may be important, a more local role for E in CA1 neurons seems likely. The rat hippocampus expresses both ERα and ERβ mRNA. At the light microscopic level, autoradiography shows cell nuclear [3H]estrogen and [125I]estrogen uptake according to a distribution that primarily reflects the localization of ERα-immunoreactive interneurons in the hippocampus. However, recent ultrastructural studies have revealed extranuclear ERα immunoreactivity (IR) within select dendritic spines on hippocampal principal cells, axon terminals, and glial processes, localizations that would not be detectable by using standard light microscopic methods. Based on recent studies showing that both types of ER are expressed in a form that activates second messenger systems, these findings support a testable model in which local, non-genomic regulation by estrogen participates along with genomic actions of estrogens in the regulation of synapse formation.

Quantal release at a neuronal nicotinic synapse from rat adrenal gland.

The neuronal nicotinic synapse in tissue slices of the adrenal medulla was studied with whole-cell patch-clamp. Excitatory postsynaptic currents (EPSCs) were evoked by local field stimulation or occurred spontaneously especially when external [K+] was increased. EPSCs were carried by channels sharing biophysical and pharmacological properties of neuronal-type nicotinic receptors (nAChRs). A single-channel conductance (gamma) of 43-45 pS was found from nonstationary variance analysis of EPSCs. Spontaneous EPSCs were tetrodotoxin-insensitive and Ca(2+)-dependent and occurred in burst-like clusters. Quantal analysis of spontaneous EPSCs gave a quantal size of 20 pA and amplitude histograms were well described by binomial models with low values of quantal content, consistent with a small number of spontaneously active release sites. However, rare large amplitude EPSCs suggest that the total number of sites is higher and that extrajunctional receptors are involved. Our estimates of quantal content and size at the chromaffin cell neuronal nicotinic synapse may be useful in characterizing central neuronal-type nicotinic receptor-mediated cholinergic synaptic transmission.

Role of the C2A domain of synaptotagmin in transmitter release as determined by specific antibody injection into the squid giant synapse preterminal.

Squid synaptotagmin (Syt) cDNA, including its open reading frame, was cloned and polyclonal antibodies were obtained in rabbits immunized with glutathione S-transferase (GST)-Syt-C2A. Binding assays indicated that the antibody, anti-Syt-C2A, recognized squid Syt and inhibited the Ca(2+)-dependent phospholipid binding to the C2A domain. This antibody, when injected into the preterminal at the squid giant synapse, blocked transmitter release in a manner similar to that previously reported for the presynaptic injection of members of the inositol high-polyphosphate series. The block was not accompanied by any change in the presynaptic action potential or the amplitude or voltage dependence of the presynaptic Ca2+ current. The postsynaptic potential was rather insensitive to repetitive presynaptic stimulation, indicating a direct effect of the antibody on the transmitter release system. Following block of transmitter release, confocal microscopical analysis of the preterminal junction injected with rhodamine-conjugated anti-Syt-C2A demonstrated fluorescent spots at the inner surface of the presynaptic plasmalemma next to the active zones. Structural analysis of the same preparations demonstrated an accumulation of synaptic vesicles corresponding in size and distribution to the fluorescent spots demonstrated confocally. Together with the finding that such antibody prevents Ca2+ binding to a specific receptor in the C2A domain, these results indicate that Ca2+ triggers transmitter release by activating the C2A domain of Syt. We conclude that the C2A domain is directly related to the fusion of synaptic vesicles that results in transmitter release.

Role of the C2B domain of synaptotagmin in vesicular release and recycling as determined by specific antibody injection into the squid giant synapse preterminal.

Synaptotagmin (Syt) is an inositol high-polyphosphate series [IHPS inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate (IP4), inositol 1,3,4,5,6-pentakisphosphate, and inositol 1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate] binding synaptic vesicle protein. A polyclonal antibody against the C2B domain (anti-Syt-C2B), an IHPS binding site, was produced. The specificity of this antibody to the C2B domain was determined by comparing its ability to inhibit IP4 binding to the C2B domain with that to inhibit the Ca2+/phospholipid binding to the C2A domain. Injection of the anti-Syt-C2B IgG into the squid giant presynapse did not block synaptic release. Coinjection of IP4 and anti-Syt-C2B IgG failed to block transmitter release, while IP4 itself was a powerful synpatic release blocker. Repetitive stimulation to presynaptic fiber injected with anti-Syt-C2B IgG demonstrated a rapid decline of the postsynaptic response amplitude probably due to its block of synaptic vesicle recycling. Electron microscopy of the anti-Syt-C2B-injected presynapse showed a 90% reduction of the numbers of synaptic vesicles. These results, taken together, indicate that the Syt molecule is central, in synaptic vesicle fusion by Ca2+ and its regulation by IHPS, as well as in the recycling of synaptic vesicles.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Report of the Steel Tripartite Committee [microform] : hearing before the Committee on Environment and Public Works, United States Senate, Ninety-sixth Congress, second session, December 4, 1980.

"Serial no. 96-H60."

The tripartite-nature of man, spirit, soul, and body, applied to illustrate and explain the doctrines of original sin, the new birth, the disembodied state, and the spiritual body,

Mode of access: Internet.

The tripartite life of Patrick : with other documents relating to that Saint /

Paged continuously.

Decompositions of complete tripartite graphs into triangles with an edge attached

Let K(r, s, t) denote the complete tripartite graph with partite sets of size r, s and t, where r less than or equal to s less than or equal to t. Let D be the graph consisting of a triangle with an edge attached. We show that K(r, s, t) may be decomposed into copies of D if and only if 4 divides rs + st + rt and t less than or equal to 3rs/(r + s).