ラットの排卵周期と授乳期における結核リンパ球ドーパミン作動性ニューロンの形態学的可塑性

Morphological plasticity of the tuberoinfundibular dopaminergic neurones in the rat during the oestrous cycle and lactation.

• Siew Hoong Yip
• Roberta Araujo-Lopes
• Raphael E Szawka
• Jade York
• Brian Hyland
• David R Grattan
• Stephen J Bunn

抄録

視床下部尿細管性ドーパミン作動性ニューロン（TIDA）は、下垂体前葉からのプロラクチン分泌を調節する上で重要な役割を果たしている。ほとんどの生理学的条件の下では、プロラクチンによって刺激され、ドーパミンを正中海綿体に放出し、それに続いて乳汁分泌細胞からのプロラクチン分泌を抑制します。授乳中、TIDA ニューロンは電気生理学的および神経化学的な変化を受けることが知られており、このネガティブフィードバックを緩和することで、循環プロラクチンレベルの上昇を可能にしています。本研究では、TIDAニューロンの形態、特に脊椎密度が授乳中にも変化するかどうかを調べることを目的としました。これは、雌のチロシン水酸化酵素プロモーター駆動 Cre-リコンビナーゼトランスジェニックラットの円錐体核に、Cre 依存性アデノ随伴ウイルスを発現する Brainbow を定位的に注入することによって達成された。この結果、TIDA ニューロンの 10%から 30%の間の非常に特異的なトランスフェクションが得られたため、単一の視床下部スライスで複数の個々のニューロン上の形態を調べることができます。トランスフェクションされたニューロンは、ソーマの多様性と軸索起源の位置を含む複雑な形態の範囲を示した。神経細胞の棘の計数は、体細胞ではなく樹枝状の棘の密度は、他のどの生殖段階よりも授乳中に有意に高いことを示した。また、体性棘の密度は、発情期から発情期にかけて有意に低下していた。追加された体性棘の機能的特徴は明らかにされていませんが、もし予想されるように、TIDAニューロンへの興奮性入力の増加を意味するのであれば、神経内分泌末端での神経伝達物質放出の変化をサポートすることで、生理学的に重要な意味合いを持つ可能性があります。興奮性入力の増加は、例えば、ドーパミンよりもオピオイドペプチドであるエンケファリンの放出を好むかもしれません。

The hypothalamic tuberoinfundibular dopaminergic (TIDA) neurones are critical with respect to regulating prolactin secretion from the anterior pituitary. Under most physiological conditions, they are stimulated by prolactin to release dopamine into the median eminence which subsequently suppresses further prolactin secretion from the lactotrophs. During lactation, the TIDA neurones are known to undergo both electrophysiological and neurochemical changes that alleviate this negative-feedback, thus allowing circulating prolactin levels to rise. The present study aimed to determine whether TIDA neurone morphology, most notably spine density, is also modified during lactation. This was achieved by stereotaxically injecting the arcuate nucleus of female, tyrosine hydroxylase-promoter driven Cre-recombinase transgenic rats with Cre-dependent adeno-associated virus-expressing Brainbow. This resulted in the highly specifici transfection of between 10% and 30% of the TIDA neurones, thus allowing the morphologies on multiple individual neurones to be examined in a single hypothalamic slice. The transfected neurones exhibited a range of complex forms, including a diversity of soma and location of axonal origin. Neuronal spine counting showed that the density of somatic, but not dendritic, spines was significantly higher during lactation than at any other reproductive stage. There was also a significant fall in somatic spine density across the oestrous cycle from dioestrus to oestrus. Although the functional characteristics of the additional somatic spines have not been determined, if, as might be expected, they represent an increased excitatory input to the TIDA neurones, this could have important physiological implications by perhaps supporting altered neurotransmitter release at their neuroendocrine terminals. Enhanced excitatory input may, for example, favour the release of the opioid peptide enkephalin rather than dopamine, which is potentially significant because the expression of the peptide is known to increase in the TIDA neurones during lactation and, in contrast to dopamine, it stimulates rather than inhibits prolactin secretion from the pituitary.

© 2020 British Society for Neuroendocrinology.