ソニックヘッジホッグシグナル伝達アゴニスト（SAG）はBDNFの分泌を誘発し、生後ラット海馬におけるGABA作動性ネットワークの成熟を促進する

Sonic Hedgehog Signaling Agonist (SAG) Triggers BDNF Secretion and Promotes the Maturation of GABAergic Networks in the Postnatal Rat Hippocampus.

• Quentin Delmotte
• Diabe Diabira
• Yasmine Belaidouni
• Mira Hamze
• Marine Kochmann
• Aurélie Montheil
• Jean-Luc Gaiarsa
• Christophe Porcher
• Yesser H Belgacem

抄録

ソニックヘッジホッグ（Shh）シグナルは、神経細胞の増殖、神経管のパターニング、神経細胞の分化など、初期の中枢神経系の発達に重要な役割を果たしています。しかし、出生後の脳では、Shhシグナルがどのような役割を果たしているのかはほとんどわかっていません。特に、Shhシグナル伝達コンポーネントは、最初の2週間の間に成熟海馬のシナプス接合部で発見されています。この期間は、神経回路の形成とシナプス可塑性の発現に重要な役割を果たすと考えられている細胞レベルとネットワークレベルでの自発的なシナプス活動が継続的に存在することを特徴としている。ここでは、非正規のShhシグナルが巨大脱分極電位（GDP）と呼ばれる同期した電気的活動の頻度を増加させ、出生後早期の齧歯類海馬における自発的なGABA後シナプス電流を増強することを実証している。この効果は、Shh共受容体Smoothened細胞内CaシグナルとBDNF-TrkBシグナル伝達経路の活性化を介して特異的に媒介されます。このような自然発生的な事象がニューロンネットワークの成熟と洗練において重要であることを考えると、本研究は、出生後の脳の成熟と生理学の初期段階の制御におけるShhシグナル伝達の新たな展望を開くものである。

Sonic hedgehog (Shh) signaling plays critical roles during early central nervous system development, such as neural cell proliferation, patterning of the neural tube and neuronal differentiation. While Shh signaling is still present in the postnatal brain, the roles it may play are, however, largely unknown. In particular, Shh signaling components are found at the synaptic junction in the maturing hippocampus during the first two postnatal weeks. This period is characterized by the presence of ongoing spontaneous synaptic activity at the cellular and network levels thought to play important roles in the onset of neuronal circuit formation and synaptic plasticity. Here, we demonstrate that non-canonical Shh signaling increases the frequency of the synchronized electrical activity called Giant Depolarizing Potentials (GDP) and enhances spontaneous GABA post-synaptic currents in the rodent hippocampus during the early postnatal period. This effect is mediated specifically through the Shh co-receptor Smoothened intracellular Ca signal and the activation of the BDNF-TrkB signaling pathway. Given the importance of these spontaneous events on neuronal network maturation and refinement, this study opens new perspectives for Shh signaling on the control of early stages of postnatal brain maturation and physiology.

Copyright © 2020 Delmotte, Diabira, Belaidouni, Hamze, Kochmann, Montheil, Gaiarsa, Porcher and Belgacem.