大脳皮質神経ペプチドとシナプスネットワークの可塑性に新たな光を当てる

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Curr. Opin. Neurobiol..2020 Jul;63:176-188. S0959-4388(20)30081-7. doi: 10.1016/j.conb.2020.04.002.Epub 2020-07-14.

大脳皮質神経ペプチドとシナプスネットワークの可塑性に新たな光を当てる

New light on cortical neuropeptides and synaptic network plasticity.

Stephen J Smith
Michael Hawrylycz
Jean Rossier
Uygar Sümbül

PMID: 32679509 DOI: 10.1016/j.conb.2020.04.002.

抄録

神経ペプチドは、タンパク質を含む細胞-細胞間のシグナル伝達分子の大規模かつ進化的に古いファミリーのメンバーであり、脳機能と行動の非常に強力な調節因子として広く認識されている。細胞レベルでは、ニューロペプチドは主にイオンチャネルやシナプス機能の調節を介して作用することが知られているが、複雑な皮質シナプスネットワークのレベルで現れる機能的な影響については、これまで機序論的な解析が困難であった。シングルセル RNA-seq トランスクリプトミクスからの新しい知見は、現在、皮質神経ペプチドシグナル遺伝子発現の複雑なパターンを明らかにし、新しいツールは、現在、皮質神経ペプチドシグナルへの強力な分子アクセスを提供しています。ここでは、これらの新しい知見とツールのいくつかを強調し、特に大脳皮質の機能と可塑性の基礎となるペプチドとシナプスネットワークの相互作用の実験的および理論的な探査の見通しに焦点を当てています。

Neuropeptides, members of a large and evolutionarily ancient family of proteinaceous cell-cell signaling molecules, are widely recognized as extremely potent regulators of brain function and behavior. At the cellular level, neuropeptides are known to act mainly via modulation of ion channel and synapse function, but functional impacts emerging at the level of complex cortical synaptic networks have resisted mechanistic analysis. New findings from single-cell RNA-seq transcriptomics now illuminate intricate patterns of cortical neuropeptide signaling gene expression and new tools now offer powerful molecular access to cortical neuropeptide signaling. Here we highlight some of these new findings and tools, focusing especially on prospects for experimental and theoretical exploration of peptidergic and synaptic networks interactions underlying cortical function and plasticity.