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Algunos libros muestran el potencial de reposo de las neuronas como -65mV, tal como Neurociencia: Explorando el cerebro, Cuarta Edición (2016, publicado por Wolters Kluwer).
Sin embargo, la mayoría de los sitios de Internet, incluida Wikipedia, muestran el potencial de reposo como -70mV.
¿Cuál de estos es el valor correcto y por qué existe esta pequeña diferencia??
Ninguno es incorrecto. El potencial de reposo neuronal es una función de las concentraciones internas y externas de iones y la conductancia de la membrana a esos iones a través de los canales iónicos. Diferentes neuronas exhiben una variedad de potenciales de reposo.
Puede calcular el potencial de reposo de una celda determinada mediante la ecuación de Goldman.
Cruzando el canal del cloruro: el valor terapéutico actual y potencial del cotransportador K + -Cl neuronal KCC2
La homeostasis del cloruro (Cl -) es un proceso esencial involucrado en la señalización neuronal y la supervivencia celular. La regulación inadecuada del Cl intracelular interfiere con la señalización sináptica y está implicada en varias enfermedades neurológicas. El principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central es γ-ácido aminobutírico (GABA). GABA hiperpolariza el potencial de membrana activando Cl - permeable
. Este proceso depende de Cl - extrusor K + -Cl - cotransportador 2 (KCC2), que genera el gradiente de Cl - hiperpolarizante hacia el interior de la neurona. KCC2 está codificado por el quinto miembro de la familia de portadores de solutos 12 (SLC12A5) y ha seguido siendo un componente poco conocido en el desarrollo y la gravedad de muchas enfermedades neurológicas durante muchos años. Sin embargo, los avances recientes en la secuenciación de la próxima generación y el direccionamiento de genes específicos han indicado que la pérdida de la actividad de KCC2 está implicada en una serie de enfermedades que incluyen la epilepsia y la esquizofrenia. También se ha relacionado con el dolor neuropático que sigue a una lesión de la médula espinal. Cualquier variante de SLC12A5 que regula negativamente la expresión del transportador puede, por tanto, estar implicado en una enfermedad neurológica. Un estudio reciente del exoma completo ha descubierto varias mutaciones causales en pacientes con epilepsia. Aquí, discutimos las implicaciones de KCC2 en la enfermedad neurológica y consideramos la evidencia en evolución del potencial de KCC2 como diana terapéutica.
1. Introducción
El cloruro (Cl -) es un anión abundante involucrado en una variedad de procesos fisiológicos que incluyen la regulación génica [1, 2], el mantenimiento del pH [3] y el control del volumen celular [4]. Principalmente importante en la neurona, el Cl - juega un papel crucial en la señalización dentro del sistema nervioso central (SNC). La función cerebral saludable requiere el equilibrio correcto de excitación e inhibición neuronal para determinar la activación de los potenciales de acción. Los potenciales de acción permiten una rápida propagación de señales. El desequilibrio de las señales inhibidoras y excitadoras puede conducir al desarrollo de lesiones neurológicas [5-7].
El principal neurotransmisor inhibidor, γ-ácido aminobutírico (GABA), se une al canal del receptor ionotrópico GABA tipo A () [8-10]. El papel de GABA en la señalización depende del Cl intracelular -
concentración, que determina el potencial de inversión de las corrientes (
). se encuentra cerca del potencial de membrana en reposo (RMP) [11, 12]. Tanto el RMP como el RMP varían entre los tipos de células y los compartimentos. El efecto despolarizante o hiperpolarizante de la señalización GABAérgica depende del RMP relativo y. Cuando es alta, es menos negativa y la estimulación con GABA produce despolarización cuando es baja, es más negativa y la estimulación con GABA es hiperpolarizante [13, 14]. En adultos sanos, la neurona suele mantenerse a una concentración baja, lo que permite la señalización GABAérgica hiperpolarizante e inhibitoria [15]. Este constituye el papel principal de GABA en la neurotransmisión del SNC, por lo que su posible disfunción en enfermedades neurológicas debido a los niveles de Cl - celulares desregulados es de gran interés. Los potenciales de GABA despolarizantes, por el contrario, se observan comúnmente en neuronas inmaduras y periféricas [16]. Por último, además del papel de GABA en la hiperpolarización, puede actuar con una capacidad inhibitoria adicional a través del mecanismo de "inhibición de la derivación". Este proceso implica un aumento de la conductancia de la membrana como resultado del "cortocircuito" de la estimulación GABA en los potenciales excitadores cercanos sin producir un cambio significativo en el potencial de la membrana.
Neuronal está regulado por el cotransportador de Na + -K + -2Cl - 1 (NKCC1) y el cotransportador de K + -Cl - 2 (KCC2) [17]. Utilizando el gradiente de Na + generado por Na / K / ATPasa, NKCC1 conduce el Cl - a la célula. KCC2, por el contrario, es el principal extrusor de Cl - en las neuronas maduras [18]. Durante el desarrollo, los patrones de expresión de NKCC1 y KCC2 cambian. En el SNC inmaduro, NKCC1 domina lo que resulta en alto. A medida que avanza la maduración, la expresión de KCC2 aumenta mientras que los niveles de NKCC1 caen (Figura 1) [19, 20]. Por lo tanto, las neuronas maduras tienen un nivel bajo que provoca un cambio de despolarizante a hiperpolarizante [19, 20]. Por lo tanto, KCC2 es un regulador crucial de la hiperpolarización mediada por GABA: un componente esencial de la inhibición sináptica dentro del cerebro adulto (Figura 2).
La señalización cambia de respuestas despolarizantes a hiperpolarizantes durante el desarrollo.. En células piramidales inmaduras, las corrientes de Cl - mediadas por R salen hacia el exterior y se despolarizan porque la relación relativa de actividad de NKCC1 a KCC2 es alta. En las neuronas maduras, el aumento de la actividad de KCC2 da lugar a corrientes de Cl mediadas hacia el interior que hiperpolarizan el potencial de membrana.
La pérdida de la actividad de KCC2 orquesta un cambio despolarizante y está implicado en los sistemas de desarrollo cortical como la neuro y la sinaptogénesis [12, 21]. El papel fundamental que juega la regulación negativa de KCC2 en estos procesos sugiere un vínculo causal entre la homeostasis del Cl - y la patogénesis de los trastornos del neurodesarrollo [22, 23]. Aunque se clasifican de forma diferente, los trastornos del neurodesarrollo, como el autismo y la esquizofrenia, muestran similitudes fenotípicas, sobre todo una gran variación en el número de copias [24]. Estos atributos sugieren un vínculo genético entre estas enfermedades.
El desequilibrio excitador e inhibitorio está implicado en la aparición de la epilepsia. Las biopsias de tejido epiléptico han identificado la actividad excitadora de GABA en respuesta a la pérdida de expresión de KCC2 y su consiguiente aumento [25-27]. De manera similar, en modelos de rata positivos para la enfermedad de Huntington, la regulación positiva de NKCC1 y la pérdida de KCC2 causaron que la estimulación mediada por GABA cambiara de una respuesta inhibitoria a una excitadora [28]. En conjunto, estos estudios sugieren que la investigación de los patrones de expresión de KCC2 puede mejorar nuestra comprensión de la etiología de estas enfermedades.
El objetivo de esta revisión es evaluar el papel de KCC2 en diversas condiciones patológicas. Primero se considerará la estructura de KCC2 cómo esto afecta su función y expresión es un componente clave para comprender su papel en la enfermedad. También se prestará atención a enfermedades específicas en las que está implicada la disfunción de KCC2. Finalmente, KCC2 se discutirá como un objetivo farmacéutico para enfermedades neurológicas.
2. Estructura y diversidad del Cl - Cotransporter KCC2
El cotransportador KCC2 Cl - se transcribe desde el quinto miembro del portador de soluto 12 (SLC12A5) familia de genes. Durante el empalme alternativo, SLC12A5 produce dos isoformas: KCC2a y KCC2b [29]. La transcripción de KCC2a se expresa comúnmente en la médula espinal entre el día embrionario (E) 14 y el día postnatal (P) 60, mientras que KCC2b está altamente regulada al alza en el hipocampo y la neocorteza entre E17-P14 [29]. A medida que avanza el desarrollo, la expresión de KCC2a disminuye mientras que KCC2b se regula al alza en el SNC maduro. KCC2a es, por tanto, la isoforma favorecida en el cerebro inmaduro, pero finalmente está dominada por KCC2b en la edad adulta [30]. Las diferencias estructurales entre estas isoformas se localizan en el extremo N, donde poseen una estructura única de 40 aminoácidos. A pesar de esto, su actividad de transporte de iones es casi idéntica [31]. Para los propósitos de esta revisión, KCC2 denota KCC2b.
Aunque KCC2 es uno de los transportadores más investigados dentro del SNC, las limitaciones en el análisis de rayos X han llevado a una comprensión deficiente de su estructura y mecanismos funcionales. El análisis de transferencia de hidropatía sugiere que KCC2 contiene 12 dominios transmembrana anclados por terminales N y C intracelulares [32]. Precisamente la mitad de la proteína es intracelular y es el objetivo de varias quinasas y una única fosfatasa (Figura 3). Los estudios han comenzado a descubrir un papel integral del extremo C-terminal en la actividad de KCC2 [33]. Por ejemplo, las modificaciones postraduccionales - fosforilación y / o glicosilación se han asociado con las cualidades extrusivas mostradas por KCC2 [34-36]. Durante el desarrollo, el ensamblaje de KCC2 se vuelve más complejo, con cerebros inmaduros que muestran un mayor recuento de monómeros, mientras que la oligomerización se correlaciona con la maduración [37]. Más recientemente, Agez et al. Demostraron que KCC2 existe en un estado monomérico y dimérico en solución [38]. El mismo grupo también observó que el péptido C-terminal marcado de KCC2 causó cambios funcionales perjudiciales e inactivación cuando se expresó en células HEK293 [38]. Sus hallazgos sugieren un papel crucial del terminal C de KCC2 en su actividad.
Si bien estos hallazgos brindan información sobre la importancia funcional de la estructura de KCC2, no logran mostrar este efecto en un entorno neuronal. HEK293 son una línea celular de riñón embrionario comúnmente utilizada en el análisis de la homeostasis iónica. Ambas isoformas de KCC2 se expresan predominantemente en neuronas del cerebro y la médula espinal, órganos con varias diferencias fisiológicas y funcionales en el riñón. Estas diferencias son evidentes en los hallazgos de Uravov y sus colegas, quienes notaron que la inhibición de la expresión del ARNm de KCC2 difiere entre células neuronales y no neuronales. La expresión del ARNm de KCC2 está mediada por el factor de transcripción silenciador RE-1 en células no neuronales, que reprime la SLC12A5 gen [39]. En las neuronas, sin embargo, la respuesta 4 de crecimiento temprano del factor de transcripción (Erg4) está regulada positivamente en el desarrollo, lo que estimula un aumento de KCC2. Esto indica diferencias fundamentales en la expresión de KCC2 entre tipos de células [40]. Se requiere más investigación en tipos de células específicas del SNC (por ejemplo, neuroblastoma o neuronas primarias) para determinar las implicaciones terapéuticas de la expresión de KCC2.
En modelos animales de lesión cerebral traumática e isquémica, se informa que KCC2 está regulado a la baja tanto en los niveles de proteína como de ARNm [41-43]. Seis horas después de la isquemia transitoria del prosencéfalo, el péptido KCC2 se volvió más abundante en las regiones dendríticas de las células piramidales en el cornu ammonis 1 (CA1) región del hipocampo, que no mostró evidencia de daño. Durante un período de tiempo prolongado (48 h después de la inducción del accidente cerebrovascular), las mismas células comenzaron a degenerarse de una manera que se correlacionó con la regulación a la baja de KCC2 y la proteína 72 de choque térmico (HS72). HS72 puede exacerbar o atenuar la muerte neuronal hipotalámica dependiendo de sus niveles de expresión de péptidos y no se expresa en el cerebro maduro en condiciones estándar [44]. Interneuronas positivas a parvalbúmina, que exhiben altas SLC12A5 la expresión génica y la entrada glutamatérgica, a menudo sobreviven a estos eventos incluso en regiones de pérdida completa de células piramidales [45]. Esto sugiere que la expresión de KCC2 también está mediada por la regulación positiva de la salud cerebral del cotransportador que puede indicar el inicio o la imposición previa de una lesión neurológica.
3. Expresión neuronal de KCC2
KCC2 se expresa en gran medida en el SNC maduro y rara vez se encuentra en neuronas periféricas y células no neuronales [46-48]. La regulación al alza de KCC2 se correlaciona con la diferenciación neuronal que se produce de caudal a rostral en el SNC [49]. En el SNC de los roedores, la sección caudal, es decir, la médula espinal y el tronco encefálico, muestra poca diferencia en la expresión de KCC2 en comparación con la observada en la neurona más madura [49-51]. Por el contrario, las regiones rostrales como el hipocampo y el neocórtex muestran una regulación ascendente de SLC12A5 ARNm desde el nacimiento [49, 52].
Si bien KCC2 muestra claramente la especificidad de la región dentro del cuerpo, estos estudios no consideran la variación en la expresión del cotransportador entre especies. En ratas y ratones, por ejemplo, los niveles de KCC2 permanecen bajos, lo que resulta en mayores [12]. Los datos recopilados por Dzhala et al. (2005) mostró que un patrón de expresión similar estaba presente en humanos recién nacidos. Las muestras de autopsia del lóbulo parietal humano mostraron una alta expresión neuronal de NKCC1 y una baja expresión de KCC2, pero solo antes del final del primer año de vida [11]. Por el contrario, el trabajo realizado por Sedmak et al. (2016) observaron que la expresión de KCC2 comienza mucho antes en los seres humanos, durante la mitad del período fetal y aumenta a niveles que se asemejan a la madurez adulta 6 meses después del nacimiento [53]. Tales inconsistencias pueden explicarse por el uso de una sola región del cerebro en el estudio de Dzhala. Alternativamente, las diferencias en la maduración entre humanos y roedores pueden ser responsables. Las cortezas de ratas y ratones neonatales, por ejemplo, alcanzan una etapa de desarrollo que equivale al comienzo del tercer trimestre de gestación en el feto humano [54, 55]. Juntos, estos datos indican que la expresión de KCC2 puede considerarse dependiente tanto de la especie como de la edad.
La expresión de la proteína KCC2 también se ha asociado con mecanismos dependientes de Ca 2+ después del daño neuronal [56-58]. Varios estudios han demostrado que la actividad de KCC2 se reduce considerablemente después de la escisión en el dominio C-terminal por calpaína proteasas. La encefalopatía hipóxico-isquémica se considera un contribuyente importante al daño neuronal a largo plazo con una relación aparente entre el aumento de Ca 2+ intracelular y el daño neuronal en condiciones hipóxicas [59]. Las calpaínas son proteasas dependientes de Ca 2+. Los mamíferos perinatales exhiben una alta proporción de calpaína / calpastatina (el inhibidor de la calpaína). La sobreexpresión o actividad excesiva de calpaína se ha asociado con los síntomas de varias afecciones neurológicas que incluyen isquemia hipóxica [60, 61], convulsiones [57] y epilepsia [62]. La regulación positiva de KCC2 es necesaria durante la maduración neuronal para mejorar las propiedades inhibidoras de [12, 21]. Este proceso es, por tanto, muy sensible a la actividad excesiva de la calpaína que provoca una escasez de KCC2 activo. Así, las calpaínas pueden jugar un papel fundamental en la etiología de estas enfermedades.
4. Regulación de la actividad de KCC2
4.1. Fosforilación
La actividad y expresión de KCC2 en la membrana plasmática está regulada por fosforilación. El dominio carboxilo de KCC2 es el objetivo de varias quinasas conocidas y se fosforila regularmente en el residuo de serina 940 (S940). La fosforilación de S940 disminuye la internalización de KCC2 manteniendo una alta expresión de membrana de KCC2 [63]. Este proceso está regulado por la proteína quinasa C (PKC), que fosforila directamente el S940, lo que produce una mayor actividad transportadora [63]. Por el contrario, la desfosforilación provoca una caída en la actividad de KCC2 mediada por una reducción en la estabilidad del transportador [64]. El residuo de S940 y la actividad de PKC son, por lo tanto, componentes clave en la regulación de KCC2. La modulación de la actividad de PKC por vías separadas, por lo tanto, también regula indirectamente la actividad de KCC2 y la homeostasis del Cl -. Es de destacar el neuropéptido oxitocina que se encontró que aumenta la actividad de KCC2 y apoya la señalización GABAérgica por Leonzino et al. (2016) [65]. Mediante el uso de inhibidores de PKC, Leonzino et al. Previnieron la regulación positiva de KCC2 mediada por oxitocina, lo que sugiere un papel regulador del neuropéptido en este proceso [65].
También se ha informado que el neurotransmisor serotonina influye en la actividad de KCC2. La serotonina se une y activa el receptor. 5-hidroxitriptamina tipo 2A (5-HT2A) en un proceso que aumenta los niveles de KCC2 en la membrana celular y, posteriormente, restaura los mecanismos inhibidores sinápticos endógenos en modelos de ratón que presentan lesión de la médula espinal [66]. Se cree que esta actividad mediada por la serotonina depende de la PKC, dado que los inhibidores de la PKC reducen la actividad de la KCC2 [66]. Juntos, estos resultados sugieren que la fosforilación de S940 está influenciada por varias vías. Dado el papel regulador crucial de este residuo, podemos inferir que la expresión del transportador oscila según una variedad de estímulos paracrinos. Dada la mayor densidad de superficie celular de KCC2 durante la fosforilación de S940, esta puede ser un área de estudio terapéutico particularmente prometedora. Los potenciadores terapéuticos de la fosforilación de S940 pueden resultar eficaces en este campo, especialmente dado el hallazgo reciente de que la potenciación de KCC2 puede limitar la aparición y la gravedad de las convulsiones neuropáticas [67].
La dependencia de la integridad del dominio C-terminal que muestra KCC2 hace que este dominio sea un objetivo potencial para los tratamientos terapéuticos. Por ejemplo, la estabilidad de la membrana de KCC2 se reduce considerablemente cuando los residuos de tirosina 903 y 1087 se fosforilan, lo que provoca su posterior tráfico hacia el lisosoma [64]. Además, los residuos de treonina 906 (Thr 906) y treonina 1007 (Thr 1007) muestran características inhibitorias cuando se fosforilan [68, 69]. Durante el período neonatal, las Thr 906 y Thr 1007 localizadas en el cerebro a menudo se fosforilan, lo que evita la actividad prematura de KCC2 [68, 69]. Sin embargo, los mutantes de KCC2 suelen mostrar variación en estos residuos de fosforilación. Las mutaciones en S932 en aspartato (S932D, que imita la fosforilación) o T1008 en alanina (T1008A, que imita la desfosforilación) mejoran significativamente la actividad de KCC2 (hasta 1,5-2 veces más) en las células HEK293 [70]. Mutación en S940 a alanina (S940A, imitando la desfosforilación) en vivo reduce la actividad de KCC2 y mejora los efectos del estado epiléptico inducido por kainato [36]. Por el contrario, Thr 906 A / Thr 1007 A, la sustitución de alanina de doble punto mejora la función de KCC2 en cultivo celular [67, 68, 71, 72]. Curiosamente, las mutaciones de Thr 1007 A no afectan la expresión de la superficie de KCC2. Sin embargo, prevenir la fosforilación de Thr 906 y Thr 1007 es suficiente para mejorar las propiedades extrusivas de Cl de KCC2 en vivo [67]. Tales hallazgos sugieren que esto no es solo el resultado de un aumento de la proteína KCC2, sino más bien de múltiples procesos. Los autores plantearon la hipótesis de que estas mutaciones aumentan la afinidad de KCC2 por Cl -. KCC2 Thr 906 A / Thr 1007 A neuronas portadoras de variantes alcanzaron el equilibrio de Cl - a un nivel más negativo miGABA que el control de tipo salvaje. Cuando la admitancia de Cl - es baja, el aumento de la afinidad por el Cl - mostrado por estas variantes ayuda a la extrusión a niveles más allá del umbral de tipo salvaje [67].Este aumento de la función de KCC2 fue suficiente para reducir la actividad y la gravedad de las convulsiones inducidas por quimioconvulsivos [67], lo que sugiere que el cotransportador tiene potencial terapéutico como diana farmacológica limitante de las convulsiones.
Datos recientes proporcionados por Friedel et al. (2015) mostraron que la proteína sin lisina quinasa 1 (WNK1) estimulaba la fosforilación de Thr 906 y Thr 1007 por medio de la quinasa, quinasa rica en alanina de prolina relacionada con Ste20 (SPAK) [69]. SPAK fue fosforilado y posteriormente activado por WNK1 inhibiendo la actividad de KCC2 [69]. La función de SPAK y la fosforilación también pueden fluctuar a lo largo del desarrollo dependiendo de la actividad de WNK1 [73]. Si la fosforilación de los residuos Thr 906 y Thr 1007 de KCC2 ocurriera en cerebros inmaduros pero cayeran durante el desarrollo, podría explicar por qué la extrusión de Cl - dependiente de KCC2 domina en el SNC adulto [69]. WNK1 es, por tanto, un regulador clave de la actividad de KCC2 y una diana terapéutica potencial para el tratamiento de trastornos excitatorios / inhibidores.
Curiosamente, Friedel et al. (2015) también encontraron que la inhibición de WNK1 desfosforilaba KCC2 en Thr 906 y Thr 1007 [69]. Esta relación se observó en otros estudios que sugieren un papel regulador de WNK1 en la actividad de KCC2. Los ensayos de actividad de KCC2 mostraron que el aminoácido taurina inhibía significativamente a KCC2 a través de la fosforilación de serina / treonina en comparación con el control y también WNK1 activado [74]. Esto corrobora Friedel et al. (2015) quienes demostraron que la inhibición de WNK1 aumentaba la extrusión de una manera dependiente de KCC2 en neuronas corticales y hipocampales de rata cultivadas [69]. Los estudios genéticos que examinan los cambios en la actividad de WNK1 pueden dilucidar la etiología de muchas enfermedades neurológicas.
Usando el compuesto orgánico norte-etilmaleimida (NEM), Conway et al. (2017) aumentaron la actividad de KCC2 a través del aumento de la fosforilación de S940 y la disminución de la fosforilación de Thr 1007 [72]. Curiosamente, se encontró que NEM potencia la actividad de KCC2 en neuronas, particularmente en células con niveles más altos de pThr 1007 o pS940 más bajos [72]. Además, la mutación S932D de KCC2 podría abolir la estimulación adicional por NEM, mientras que T1008A por otro activador de KCC2, la estaurosporina [70]. Dichos hallazgos proporcionan información valiosa sobre las limitaciones terapéuticas, ya que los fármacos que actúan para modular los niveles de superficie de KCC2 o el cambio conformacional intrínseco a través de la fosforilación [33, 34] solo serían efectivos en casos de pThr 1007 alto o pThr 1008 alto y pSer 940 bajo o pSer 932 bajo. . Estos atributos son más comunes en casos de lesión de la médula espinal. No obstante, estos fármacos pueden ser de alguna utilidad en el tratamiento de trastornos neurológicos. A pesar de esta limitación, su trabajo sugiere que la manipulación de la fosforilación de Thr 1007 puede resultar relevante para el avance de la terapéutica neurológica.
Un estudio independiente identificó el papel regulador de cinco fosfositos Ser 31, Thr 34, Ser 932, Thr 999 y Thr 1008 utilizando mutantes de alanina y aspartina [70]. La sustitución de Ser 31, Thr 34 y Thr 999 no afectó a la actividad de KCC2. Ser 932 D (que imita la fosforilación) y Thr 1008 A (que imita la desfosforilación), sin embargo, aumentaron la actividad del transportador [70]. Además, el tratamiento con los activadores conocidos de KCC2 NEM o estaurosporina fue ineficaz para activar Ser 31 D, Thr 34 A, Ser 932 A / D, Thr 999 A, Thr 1008 A / D o Ser 31 A, Thr 31 D, Ser 932 Variantes D KCC2, respectivamente [70]. Estos resultados demostraron la existencia de sitios fosfosensibles que regulan las actividades de KCC2 mediante la integración de varias vías de señalización.
4.2. Factores tróficos
La actividad de KCC2 está modulada por una serie de factores tróficos (de crecimiento) que incluyen TGF-β2 [75], factor neurotrófico [76] y factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) [57]. De estos, BDNF es el modulador mejor estudiado de la activación de KCC2.
El BDNF es un polipéptido de 27 kDa implicado en la supervivencia, diferenciación y crecimiento neuronal [77]. Su papel en la regulación de KCC2 fue descubierto por primera vez por Aguado et al. (2003) quien notó que los niveles de ARNm de KCC2 aumentaron con la sobreexpresión de la BDNF gen en el desarrollo de neuronas. Más tarde se descubrió que este proceso utilizaba la vía de la quinasa relacionada con la tropomiosina (Trk), ya que la deleción de la isoforma TrkB disminuía el ARNm de KCC2 [78]. Estos datos sugieren un papel proregulador del BDNF en neuronas inmaduras. En las neuronas maduras, sin embargo, el BDNF regula negativamente a KCC2 tanto en los niveles de proteína como de ARN [79, 80].
Recientemente, Huang y sus colegas observaron que la regulación de BDNF-KCC2 dependía de la lesión. En animales intactos, el BDNF reguló negativamente el KCC2 unido a la membrana. Sin embargo, en animales con lesión de la médula espinal, el BDNF regulaba positivamente el cotransportador [81]. Las razones de estas diferencias aún no se comprenden, aunque los autores sugirieron una hipótesis basada en la unión del receptor BDNF-TrKB. Esto provoca la activación de los componentes de la ruta de la señal, como el PLC.γ BDNF regula negativamente KCC2 en presencia de PLCγ pero lo regula al alza cuando el PLCγ esta falto de. Dado que previamente se ha encontrado que la lesión de la médula espinal disminuye la PLCγ expresión [80], puede desempeñar un papel lógico en la regulación de KCC2 dependiente de la lesión. Curiosamente, un estudio separado ha demostrado que el BDNF desempeña un papel crucial en la regulación positiva de KCC2 después de una lesión neuronal inducida por convulsiones [57]. Juntos, estos estudios sugieren que dirigirse al BDNF puede ser de valor terapéutico en el tratamiento de enfermedades que implican la regulación a la baja de KCC2.
4.3. Regulación transcripcional y traslacional
La expresión de KCC2 es exclusiva de las células neuronales, según lo dicta la actividad de un elemento silenciador restrictivo de neuronas (NRSE) que actúa en el primer intrón de SLC12A5 [82, 83]. Un fragmento de promotor de 1,4 kb también está implicado en la expresión de la neurona KCC2. Esto se identificó en un modelo transgénico que carece de NRSE. Las células que carecen de NRSE mostraron niveles aumentados de expresión de KCC2 y también expresaron el fragmento promotor activo de 1,4 kb [39]. Desde entonces, se ha descubierto que el factor de transcripción Erg4 se une a este fragmento promotor y regula la expresión de KCC2 [40]. SLC12A5 también muestra un segundo sitio de unión dentro de su región promotora conocida como región E-box, que se une a los factores estimulantes aguas arriba (USF) 1 y 2. USF1 está regulada negativamente por la proteína precursora amiloide (APP) que simultáneamente regula negativamente a KCC2 [84]. USF1 es, por tanto, un componente potencialmente clave en el patrón de expresión de KCC2. Las proteínas reguladoras como APP y USF1 pueden actuar como biomarcadores para la identificación temprana de enfermedades neurológicas y epilépticas.
Para una extrusión satisfactoria de Cl -, KCC2 debe expresarse en la superficie celular. Otra función en la que está implicada la APP es la estabilización de KCC2 en la membrana celular. La unión directa de APP a KCC2 bloquea la fosforilación de los residuos de tirosina (903, 1087) que normalmente promueven la internalización y degradación del transportador [85]. De esta manera, APP actúa como un regulador pre y postraduccional de la actividad de KCC2 y muestra un fuerte potencial terapéutico para el tratamiento y / o diagnóstico de enfermedades asociadas con la disfunción de KCC2.
La expresión de superficie del cotransportador KCC2 está regulada por receptores de kainato, a través de la formación de complejos moleculares entre la subunidad del receptor de kainato GluK2 y KCC2 [86, 87]. La fosforilación de Gluk2 por PKC aumenta la actividad de KCC2, pero la PKC también puede actuar directamente sobre el cotransportador debido a la activación de los receptores de glutamato metabotrópicos del grupo 1 (mGluR). Mediante la inducción de la liberación de Ca 2+ de las reservas internas, estos receptores aumentan los niveles intracelulares del catión [88]. La PKC es una quinasa sensible al Ca 2+, lo que significa que su activación posterior por los mGluR del grupo 1 es un componente importante de la actividad registrada de KCC2. De esta manera, la señalización glutamatérgica puede mejorar indirectamente la señalización inhibidora GABAérgica a través del aumento de la actividad de KCC2 [88]. Este proceso está implicado en el mantenimiento del equilibrio entre las señales excitadoras e inhibidoras [88]. Muchas enfermedades neurológicas se atribuyen al desequilibrio de estas señales. Este mecanismo indirecto de regulación de KCC2, por lo tanto, presenta una vía terapéutica potencial para el direccionamiento de fármacos.
5. El papel de KCC2 en el desarrollo de la epilepsia
El papel de los mutantes KCC2 en el desarrollo de la epilepsia se descubrió en dos estudios separados realizados en pacientes que presentaban diferentes síntomas epilépticos. El primero estudió una familia australiana que padecía convulsiones febriles e identificó una sustitución de arginina por histidina en la posición 952. Esta mutación sin sentido, denominada formalmente R952H, provocó una disminución sustancial en la expresión de la membrana de KCC2 en comparación con el control de tipo salvaje [89]. El segundo, realizado por Kahle et al., Investigó la epilepsia generalizada idiopática en una cohorte de pacientes canadienses que presentaban la misma mutación, c.2855G & gtA (R952H) [90]. Estudios complementarios observaron una disminución significativa en la extrusión de Cl - en comparación con el control, indicativo de deterioro de KCC2 [90].
Kahle y col. (2014) también encontraron una segunda variante de KCC2, R1049C, con una sustitución de cisteína en la posición 1049. De acuerdo a en silico En los programas de bioinformática, se predice que esta mutación posee propiedades patogénicas que se correlacionan con la disfunción de KCC2 [90]. De acuerdo con los hallazgos de Puskarjov et al. (2014), Kahle y sus colegas demostraron que los mutantes R952H tenían un nivel significativamente más bajo de KCC2 expresado en la superficie celular. En los mutantes R1049C, sin embargo, los niveles de KCC2 no fueron notablemente diferentes a los del control [89, 90]. R1049C redujo la eficacia de KCC2 para la extrusión de Cl -, lo que resultó en niveles basales más altos y despolarización de la membrana en la sinapsis previamente inhibidora [90]. Ambas variantes también mostraron una disminución significativa (& gt50%) en la fosforilación de S940. Por tanto, las mutaciones C-terminales de R952H y R1049C reducen la actividad de KCC2. Esto, en parte, puede deberse a una disminución de la fosforilación estimuladora de S940 [90]. Alternativamente, la interacción de estas variantes con el dominio ISO (una región única de 15 aminoácidos en el dominio C-terminal de KCC2) que se ha identificado previamente como un componente vital para la actividad isotónica de KCC2 puede causar la reducción observada en la función de KCC2 [91].
Más recientemente, Stödberg y sus colegas identificaron una mutación heterocigótica autosómica recesiva con pérdida de función en el SLC12A5 gen en niños de dos familias separadas [92]. En ambas familias, dos niños desarrollaron características clínicas de epilepsia de la infancia con convulsiones focales migratorias (EIMFS). Todos los residuos mutados eran de linaje KCC2b: L288H, L403P y G528D. De los cuatro niños examinados, dos tenían mutaciones heterocigóticas compuestas, c.1208T & gtC (p.L403P) y c.1583G & gtA (p.G528D), mientras que los otros tenían mutaciones homocigóticas sin sentido, c.863T & gtA (p.L288H) [92]. Los mutantes L403P y G528D mostraron una pérdida completa de la extrusión de Cl - mediada por KCC2, mientras que el mutante homocigoto L403P tenía una expresión superficial reducida y una glicosilación que conducía a una pérdida parcial de la función [92]. Sus datos contribuyen aún más a la creciente evidencia de que la interrupción de la actividad de KCC2 está implicada en la epilepsia. Investigación de mutaciones adicionales que afectan SLC12A5 puede proporcionar información novedosa sobre la aplicación individual de estrategias antiepilépticas.
Sin embargo, existen limitaciones a los datos recopilados aquí que no pueden pasarse por alto. Todas las variantes descritas en estos estudios solo se identificaron mediante el examen de la SLC12A5 secuencia de genes. La necesidad de una intervención de secuenciación del genoma completo para identificar otras variantes o alelos no codificados por SLC12A5 pero ese aumento de la actividad de KCC2 fue planteado por estos estudios [89, 90, 92].
Otro estudio realizado por Saitsu et al. (2016) también identificaron cuatro variantes de KCC2 no descubiertas previamente que dieron como resultado EIMFS [93]. En una muestra de diez casos esporádicos y uno familiar de EIMFS, la secuenciación del exoma completo identificó compuestos heterocigotos SLC12A5 variantes en dos familias: c.279 + 1G & gt C que provoca la omisión del exón 3 en la transcripción (p.E50_Q93del), c.572 C & gtT (p.A191V) en dos hermanos y c.967T & gt C (p.S323P ) y c.1243 A & gt G (p.M415V) en otro individuo. Otro paciente con convulsiones multifocales migratorias que portaban mutaciones heterocigotas compuestas, c.953G & gtC (p.W318S) y c.2242_2244delTCC (p.S748del), también se identificó a partir de los datos de secuenciación del exoma completo de 526 pacientes y la orientación de la SLC12A5 secuencia de una cohorte de 141 pacientes con epilepsia infantil [93]. El análisis de pinzamiento de parche perforado con gramicidina identificó una reducción en la extrusión de Cl - de los mutantes E50_Q93del y M415V, con una función levemente alterada de los mutantes A191V y S323P. La expresión en la membrana de estas variantes de KCC2 no difirió del control. Sin embargo, la expresión heteróloga de dos variantes de KCC2, imitando el estado de los pacientes, mostró niveles significativamente más altos que los de KCC2 de tipo salvaje, pero niveles más bajos en comparación con el grupo que carece de KCC2 [93]. Estos hallazgos indican que incluso la interrupción parcial de la extrusión de Cl neuronal, mediada por dos variantes deterioradas de SLC12A5, causa EIMFS.
Desde estos descubrimientos, la secuenciación del panel de genes de un paciente con EIMFS de una familia no relacionada encontró una constelación heterocigótica compuesta de variantes en SLC12A5 que consiste en un p.Ser399Leu heredado de la madre y un de novo Mutación p.Arg880Leu en KCC2b humano [93]. Tales mutaciones pueden ser patógenas.
6. KCC2 en trastornos del neurodesarrollo
El dominio C-terminal de KCC2 está codificado en el extremo 3 'de la SLC12A5 gen [90]. Recientemente, Merner et al. (2015) investigaron la variación reguladora de KCC2 utilizando la secuenciación de Sanger para investigar los nucleótidos codificantes 21-25 del SLC12A5 gen [94]. Los autores examinaron un total de 427 casos de trastorno del espectro autista (TEA), 143 esquizofrénicos y 190 casos de discapacidad intelectual [94]. R952H y R1049C se encontraban entre las mutaciones encontradas en los casos de TEA. Curiosamente, el R952H también estuvo implicado en la esquizofrenia, lo que sugiere una superposición entre estos trastornos. Los diferentes resultados fenotípicos de la mutación R952H (es decir, qué enfermedad tiene el paciente) probablemente dependan de otras interacciones de alelos.
Aún no se ha establecido un conocimiento profundo de cómo los alelos de riesgo contribuyen a la enfermedad. En los modelos de enfermedades poligénicas, la causalidad nunca se atribuye a una sola variante [95]. Merner demostró que los pacientes con TEA portaban variantes raras de KCC2 que afectaban a los sitios CpG [94]. Los sitios CpG son propensos a la metilación, un proceso que puede alterar el patrón de expresión del gen [96]. Variación en SLC12A5 La expresión en pacientes con TEA puede, por tanto, ser la consecuencia de interacciones epigenéticas, que representan un foco potencialmente valioso para futuras investigaciones.
7. KCC2 en el dolor neuropático
El dolor neuropático (NP) se caracteriza por sensaciones de dolor espontáneo y alodinia táctil. El sistema de detección del dolor requiere un equilibrio de señales excitadoras e inhibidoras. Cuando este equilibrio se interrumpe ya sea por una lesión o por un insulto psicógeno, puede conducir a NP. Tanto en la médula espinal como en el asta dorsal, los patrones de transmisión sináptica varían entre los modelos de NP [97, 98]. Este dolor se ha atribuido a mecanismos inhibidores disfuncionales en la médula espinal. De hecho, la alteración farmacológica de la inhibición sináptica dentro del asta dorsal induce síntomas comúnmente atribuidos a NP [99]. Desde entonces, se ha identificado la reducción del gradiente de Cl - a través de la membrana neuronal como la causa de la NP iniciada por una lesión del nervio periférico [100]. Este es el resultado de la regulación a la baja de KCC2. Durante la patogénesis de la NP, convergen una serie de mecanismos celulares que provocan una reducción de la expresión y función de KCC2 y un aumento de la neuronal [100]. La necesidad de identificar los mecanismos celulares que aumentan la actividad de KCC2 durante los episodios neuropáticos es, por tanto, crucial para el avance de la terapéutica en este campo.
El aumento de la actividad de KCC2 presenta un área de investigación muy prudente [101-103]. La capacidad de restaurar la función inhibidora normal en condiciones neurológicas asociadas con el transporte de Cl - alterado puede resultar una estrategia terapéutica eficaz. Los ensayos de detección de alto rendimiento ahora han identificado activadores de KCC2 que reducen. Gagnon y col. (2013) optimizaron una familia de compuestos de arilmetilidina de primera en su clase (CLP257) para reducir [104]. CLP257 rescató la expresión plasmática de KCC2, renormalizó las respuestas de recuerdo estimuladas en las vías nociceptivas espinales sensibilizadas después de una lesión nerviosa y redujo la hipersensibilidad de los modelos de rata NP [104]. Los resultados de Cardarelli et al. (2017), que muestran CLP257 como un activador directo de KCC2, no fueron replicables [105] pero revelan la capacidad de los compuestos para potenciar la actividad [105]. Además, la inhibición sináptica dependiente del antagonista de KCC2, la gabazina podría en realidad sintonizar la actividad de KCC2 a través de la cinasa WNK1 sensible a Cl - [106]. El tratamiento oral del equivalente del profármaco CLP257, CLP290, mostró una eficacia similar a su control de la pregabalina, un fármaco comúnmente utilizado en el tratamiento de la epilepsia y la ansiedad [104, 107]. Los efectos secundarios de la pregabalina incluyen mareos y sedación que provocan alteraciones de la función motora [107]. Tales efectos secundarios no estuvieron presentes durante el tratamiento con CLP290 [104]. Estos resultados destacan a KCC2 como un objetivo plausible para la terapia con medicamentos NP y pueden proporcionar más información sobre el tratamiento de otros trastornos neurológicos.
8. Potencial terapéutico de KCC2
La interacción de KCC2 con el importador de Cl lo convierte en un objetivo potencial para el tratamiento de varias enfermedades neurológicas. Actualmente, el fenobarbital (PB), un barbitúrico que retrasa el cierre, es el fármaco de primera línea más utilizado para el tratamiento de las convulsiones [108]. La encefalopatía hipóxico-isquémica es un factor importante que contribuye a la aparición de convulsiones neonatales, y más del 50% de los pacientes presentan convulsiones electrográficas incluso después del tratamiento con PB [109]. La interrupción de la expresión y / o función de KCC2 o NKCC1 afecta la eficacia anticonvulsiva de los agonistas [110]. El nivel más alto dentro de las neuronas inmaduras contribuye potencialmente a la resistencia a los agonistas anticonvulsivos farmacológicos de primera línea en el cerebro inmaduro [111].
Recientemente, Kang et al. (2015) [112]. Utilizando un modelo de ligadura carotídea unilateral permanente de convulsiones isquémicas neonatales en crías CD-1, los autores investigaron la capacidad del antagonista de NKCC1 bumetanida para rescatar la resistencia a PB. La bumetanida no logró rescatar el PB como tratamiento terapéutico anticonvulsivo [112]. Varios modelos preclínicos muestran que la gravedad de las convulsiones y el mecanismo de daño pueden influir en la eficacia de los fármacos anticonvulsivos y alterar la expresión del cotransportador [113-116]. Kharod y col. (2018) observaron que las agresiones específicas del modelo modulaban tanto la expresión como la función de los cotransportadores NKCC1 y KCC2. Usando un modelo de convulsiones inducidas por pentilenetetrazol, identificaron una regulación al alza significativa de KCC2. Por el contrario, las convulsiones inducidas por isquemia redujeron significativamente el KCC2 [117].Estos datos combinados revelan que la expresión de KCC2 es específica de la agresión y pueden explicar por qué algunas terapias anticonvulsivas muestran una eficacia variable durante el tratamiento de primera línea.
Se ha demostrado que la activación de la isoforma Trk TrkB induce la fosforilación de la fosfolipasa C-γ1 que está relacionado con la regulación a la baja de KCC2 y el desarrollo de epilepsia [118, 119]. Carter y col. (2018) mostraron que el antagonista de TrkB, ANA12, aumenta la eficacia de PB en ratones CD1 en dosis tan bajas como 2.5 mg / kg. ANA12 también rescató la expresión de KCC2 después de la isquemia posnatal [120]. A diferencia de los antagonistas clínicos actuales (p. Ej., Bumetanida, furosemida), el ANA12 es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica [121], lo que le permite tener un mayor impacto terapéutico sobre la actividad de KCC2, ya que anteriormente ha sido un factor limitante para los tratamientos [122]. . Por lo tanto, ANA12 puede tener un beneficio terapéutico al prevenir la regulación a la baja de KCC2, manteniéndose así bajo.
9. Conclusión
KCC2 es un actor clave en el mantenimiento de la homeostasis del Cl neuronal. Una gran cantidad de estudios identifican la disfunción y la mala regulación de KCC2 como un componente clave en el desarrollo y la aparición de muchas enfermedades neurológicas. KCC2 es un fuerte candidato para la focalización terapéutica y los inversores farmacéuticos deberían considerarlo más a fondo. Cabe señalar que la mayoría de estos hallazgos no se realizan en líneas celulares neuronales humanas y, por lo tanto, tienen una capacidad limitada para determinar los efectos inmediatos de dirigirse a KCC2. A pesar de esto, los datos recopilados de participantes humanos indican que los productos farmacéuticos KCC2 tienen un lugar en el tratamiento de la epilepsia. La investigación continua en tipos de células neuronales humanas puede revelar más oportunidades para el desarrollo de fármacos.
Conflictos de interés
Los autores declaran que no existen conflictos de intereses con respecto a la publicación de este artículo.
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3. Procedimientos de análisis
3.1. Procedimientos generales.
Los tiempos de pico se detectaron a partir de las trazas de voltaje registradas como el tiempo en que el potencial de membrana cruzó 0 mV desde abajo. La tasa de disparo fue el número de picos registrados durante una prueba, promediado en todas las pruebas similares y normalizado por la duración de la prueba en segundos.
Cada fila del rastergrama representaba un tren de picos de una prueba diferente. Cada pico se representó como una marca o un punto, con el tiempo del pico como el X-ordinado y el número de prueba como el y-ordinado. Los ensayos a menudo se agruparon en función de la amplitud del estímulo o se reordenaron según el patrón al que pertenecían también. Esto se indica en el título de cada figura.
El histograma de pico de tiempo es una estimación de la velocidad de disparo variable en el tiempo. Se obtuvo dividiendo el intervalo de tiempo de una prueba en contenedores (normalmente de 1 o 2 ms de ancho) y contando el número de picos que cayeron en cada contenedor en todos los ensayos. El recuento de contenedores se normalizó por el número de pruebas y por el ancho del contenedor en segundos. La última normalización aseguró que una entrada de contenedor tuviera las dimensiones de una velocidad de disparo, Hz. Posteriormente, el histograma se suavizó mediante un filtro gaussiano con una desviación estándar igual al tamaño de 1 contenedor.
Los eventos se detectaron utilizando el procedimiento detallado en la sección 4. Al final de este procedimiento, todos los picos se asignaron a un evento o se clasificaron como ruido. La confiabilidad del evento sin unidades es la fracción de ensayos en los que se observó un pico durante ese evento, y la fluctuación del evento (ms) es la desviación estándar de los tiempos de pico que pertenecen al evento. La precisión del evento (1 / ms) es la inversa del jitter del evento. Para una amplitud dada, la confiabilidad, la precisión y la fluctuación se definen como la confiabilidad del evento, la precisión del evento y la fluctuación del evento promediadas en todos los eventos.
Usamos tres técnicas para encontrar un evento: la distancia Victor-Purpura, el método de agrupamiento difuso y la entropía de clasificación y la información mutua.
3.2. Cálculo de la distancia VP.
Brevemente, la métrica Victor-Purpura (VP) (Victor & amp Purpura, 1996) calcula la distancia entre dos trenes de picos A y B calculando el costo de transformación A dentro B (o B dentro A—La medida es simétrica). Esta distancia se obtiene como el costo mínimo de transformación bajo las siguientes reglas: agregar o quitar un pico de A cuesta +1 punto, mientras desliza picos hacia adelante o hacia atrás en el tiempo por un intervalo dt costos q tiempos |dt|. La variable q representa la sensibilidad de la métrica al momento de los picos y se expresa en unidades de 1 / ms. Para grande q valores, con frecuencia es más barato agregar y eliminar picos que moverlos. Por lo tanto, para grandes q, la métrica es simplemente el número de picos con diferentes tiempos entre los dos trenes. Para pequeños q valores, las transformaciones de movimiento de picos son baratas, dejando la mayor parte del valor de la métrica a la diferencia en el número de picos que se deben agregar o eliminar para producir un tren de picos B en el límite, la métrica se convierte en la diferencia en el número de picos en cada tren de picos. Para un conjunto de norte trenes de picos, la métrica VP produce una simétrica N × N matriz. Los (I, j) La entrada de la matriz es la distancia VP entre el Ith y jTrenes de espiga.
3.3. Algoritmo de agrupamiento difuso.
Se utilizaron medias c difusas (FCM) para agrupar las pruebas en grupos que tenían tiempos de picos similares. FCM puede entenderse considerando primero K-significa agrupamiento (también, pero con menos frecuencia, denominado c-medias). en un K-significa agrupación, se elige una serie de agrupaciones y los objetos que se van a agrupar se asignan aleatoriamente a cada una de las agrupaciones potenciales (Duda, Hart y Stork, 2001). El nombre del algoritmo se deriva de la convención de que el número de conglomerados se denota por K, pero aquí lo denotamos por norteC para la coherencia de la notación. La media de cada grupo se encuentra utilizando estas asignaciones. Luego, utilizando estos medios, los objetos se reasignan a cada grupo en función del centro del grupo al que están más cerca. Este proceso se repite hasta que los centros de los conglomerados han convergido en valores estables o se alcanza un recuento máximo de iteraciones. Este tipo de agrupación minimiza la suma de las distancias al cuadrado de los objetos agrupados de sus medias de agrupación. FCM funciona de la misma manera, pero en lugar de pertenecer a un clúster en particular, cada objeto I se le asigna un conjunto de probabilidades normalizadas tuij de pertenecer al cluster j (Bezdek, 1981). Esto equivale a minimizar una función objetivo no lineal de las distancias de los objetos a los centros del clúster, caracterizada por el parámetro "fuzzifier", que se establece en 2. Después de que el algoritmo converge, cada tren de picos se asigna al clúster al que pertenece. es más probable que pertenezca (maximizando la tuij con respecto al índice de conglomerados j). En Fellous, Tiesinga, Thomas y Sejnowski (2004) se ofrece una descripción más completa.
Usamos FCM en las columnas de la matriz de distancias por pares (ver sección 3.2) porque ensayos similares tendrán una distancia similar de todos los demás ensayos y, por lo tanto, están representados por columnas similares (Fellous et al., 2004). El esfuerzo computacional de FCM aumenta con el número de vectores (norteprueba), así como la dimensionalidad de los vectores (también norteprueba). Por lo tanto, redujimos la dimensionalidad de norteprueba a 10 componentes utilizando el análisis de componentes principales (PCA) (Jolliffe, 2002). Estos componentes explicaron al menos el 80% de la varianza y dieron como resultado agrupaciones similares a las obtenidas utilizando todos los componentes principales.
3.4. Cálculo de entropía e información mutua entre clasificaciones.
2 Modelo paramétrico de transformación de señal CA3-CA1
2.1 Modelo presináptico colateral de Schaffer
2.2 Modelo postsináptico colateral de Schaffer
| 10 pS | |||||||
| 1 ms | |||||||
| 0,4 ms | |||||||
| 0 mV | |||||||
| 30 pS | |||||||
| 55 ms | |||||||
 es el potencial de membrana de las dendritas. Las conductancias de los receptores GABA y GABA se expresan como funciones biexponenciales.
2.4 Desinhibición de la retroalimentación2.5 Integración sináptica y el modelo H-Hwv0puPrw5CL1g __ & ampKey-Pair-Id = APKAIE5G5CRDK6RD3PGA "/> en nuestro modelo se trata como el valor integrado en lugar del potencial de membrana de una sinapsis específica. Para modelar los procesos dinámicos para la generación de un potencial de acción (AP) por una célula CA1, adoptar las ecuaciones clásicas de Hodgkin-Huxley (HH) (Hodgkin & amp Huxley, 1952). La corriente total inyectada en el modelo HH es
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