斑马鱼运动成熟过程中反向持续电流的独特发育动态调控初级运动神经元放电模式

《Journal of Physiology》:Distinct developmental dynamics of opposing persistent currents shape motoneuron firing during motor maturation of zebrafish

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Journal of Physiology 4.4

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  这篇综述揭示了斑马鱼早期发育(2-5 dpf)过程中,初级运动神经元(pMN)中两种关键持续电流——M电流(IM)和持续钠电流(INaP)——的独特发育动态。研究发现IM在3 dpf时达到峰值,而INaP则从2到5 dpf逐渐下降。通过药理学调控和配对电生理记录,文章阐明了这两种电流在调节pMN兴奋性、放电频率适应以及光诱发游泳运动输出中的关键作用,为理解脊髓神经元内在特性在运动控制成熟过程中的精确调控提供了新机制。

  
摘要
本研究首次在斑马鱼幼虫的初级运动神经元(pMN)中揭示了M电流(IM)的存在。研究证明,IM和持续钠电流(INaP)共同调节pMN的兴奋性和重复放电。有趣的是,这两种电流的幅度在发育过程中呈现出不同的变化模式:INaP从2到5 dpf逐渐减小,而IM在3 dpf达到峰值后减小。配对pMN-运动神经记录显示,尽管接收相似的突触驱动,pMN在3 dpf和5 dpf光诱发运动反应中的募集模式和活动模式不同,并且IM在3 dpf时对pMN活动模式和运动输出的塑造作用最为显著。这些数据表明,脊髓神经元离子电流的精确调控塑造了斑马鱼运动控制快速成熟过程中的神经元活动模式。
引言
在早期发育过程中,脊椎动物通过一系列逐渐复杂的运动进行过渡。最终,脊髓运动回路变得足够精细,以产生多种形式的运动。斑马鱼幼虫因其快速发育和出生后几天内运动行为的定型出现而特别适合研究运动控制的成熟。初级运动神经元(pMN)是斑马鱼幼虫中最大和最早出生的运动神经元,它们通过支配快肌来控制最快和最大幅度的运动。到发育第3天,斑马鱼幼体表现出自发性游泳的首次实例,这种游泳是 erratic 且持久的,但不频繁。这种游泳迅速演变为4 dpf时的“击打-滑行”游泳。从2到5 dpf,pMN驱动的运动逐渐减少,而更多地依赖于次级运动神经元驱动的慢速、协调运动。
方法
电生理学准备
使用0.02%三卡因(MS-222)麻醉斑马鱼幼虫。将动物通过脊索钉在涂有Sylgard的培养皿上,并在第2-3节段进行脊髓化。然后将幼虫在1 mg mL-1胶原酶中孵浴以方便肌肉去除。使用宽口玻璃毛细管通过抽吸去除肌肉,暴露脊髓用于全细胞膜片钳电生理学记录。
全细胞膜片钳电生理学
在记录过程中,将d-筒箭毒碱(10 μM)添加到aCSF中以阻断肌肉收缩。使用硼硅酸盐玻璃毛细管制作电极,尖端电阻范围为5至7 MΩ。细胞内记录溶液包含:16 mM KCl, 116 mM K-葡萄糖酸盐, 4 mM MgCl2, 10 mM HEPES, 10 mM EGTA 和 4 mM Na2-ATP,用KOH调节pH至7.2–7.3,渗透压用蔗糖调节至270–280 mOsm L-1。pMN根据其在脊髓柱内的大小和位置进行靶向,并通过在细胞内记录溶液中添加磺基罗丹明B(0.1%)来事后确认pMN身份。
电压钳协议和电流估计
为了揭示IM的电生理特征,我们实施了标准的IM失活协议。这包括将神经元保持在-10 mV,并引入一系列超极化电压步阶,每个持续1秒,增量为-5 mV。随着膜电位变得超极化,IM失活。电流响应显示了M电流失活引起的向外电流损失。通过取电流响应峰值与步阶结束时稳态电流之间的差值来估计IM的幅度。
为了检测pMN中PIC的存在,向最初保持在-90 mV 5秒的神经元引入20 mV每秒的去极化电压斜坡。使用基于CsCl的细胞内溶液:130 mM CsCl, 2 mM MgCl2, 10 mM HEPES 和 10 mM EGTA,用KOH调节pH至7.2–7.3,渗透压用水调节至270–280 mOsm L-1。通过从原始迹线中减去对应于从-90 mV到-70 mV电流响应的漏电流来计算PIC的幅度。
结果
斑马鱼幼虫pMN中表达对Kv7.2/7.3通道抑制剂XE-991敏感的电流
我们首先确定了pMN是否表达M电流(IM)。为此,我们在3-5 dpf的脊髓化斑马鱼幼虫中靶向pMN进行全细胞膜片钳电生理学记录。pMN位于其描述清楚的大胞体和背腹脊髓轴的中等水平位置。我们应用了标准的IM失活协议,包括在-10 mV激活IM,并引入一系列超极化电压步阶。电流响应揭示了pMN中IM的电生理特征的存在。该电流对10 μM XE-991(一种已知的介导IM的Kv7.2/7.3通道的选择性药理抑制剂)敏感。在-40至-20 mV的电压范围内,IM的幅度显著降低。XE-991还降低了IM的峰值幅度。这些数据表明,对XE-991敏感的IM存在于3-5 dpf斑马鱼幼虫的pMN中。
Kv7.2/7.3通道的药理学调控改变斑马鱼幼虫pMN的内在特性
在确认其在斑马鱼幼虫pMN中的存在后,我们接下来研究了IM如何影响pMN的内在特性。由于IM可能参与设定静息膜电位,我们监测了药理学激活随后抑制Kv7.2/7.3通道对pMN静息膜电位的影响。4-5 dpf幼虫pMN的全细胞电流钳记录显示,在10 μM ICA-069673激活Kv7.2/7.3期间,平均静息膜电位显著超极化。尽管在ICA-069673激活后使用XE-991抑制Kv7.2/7.3通道并未将pMN静息膜电位去极化到接近对照水平的电压,但与长时间浴应用ICA-069673期间测量的静息膜电位相比,XE-991使静息膜电位去极化。总体而言,这些数据表明IM起到使pMN静息膜电位超极化的作用。
我们接下来评估了pMN的固有放电和膜特性如何受到IM药理学调控的影响。我们首先评估了4-5 dpf pMN在浴应用10 μM XE-991或10 μM ICA-067693之前和之后的放电和膜特性。我们发现,使用XE-991时,阈值超极化,并且在195 pA电流步阶期间产生的最大峰值数量增加,而阈值和膜特性保持不变。另一方面,ICA-069673仅增加了输入电阻。我们发现这些结果很奇特,考虑到ICA-069673存在下静息膜电位的显著超极化,并推测膜片钳记录过程中经过的时间可能会影响放电和膜特性的测量。为了规避记录时间可能产生的混淆效应,我们比较了pMN的内在特性与另外两个完全独立的pMN样本组的内在特性,这些样本组在所有pMN记录之前要么暴露于10 μM ICA-069673,要么暴露于10 μM XE-991。我们发现,ICA-069673使pMN的峰值阈值显著去极化,而XE-991则保持不变。类似地,ICA-069673增加了基强度,但XE-991不影响。ICA-069673或XE-991对产生的最大峰值数量没有影响。我们发现,在IM药理学调制期间,对输入电阻或膜电容没有影响。我们观察到,当pMN暴露于XE-991时,膜时间常数减少,但暴露于ICA-069673时则没有。这些结果证明IM有助于调节pMN的兴奋性。
pMN中IM大小的发育变化
有证据支持IM在调节斑马鱼幼虫pMN兴奋性中的作用,我们假设这种作用在整个发育过程中可能会发生变化。随着缓慢、低幅度的游泳运动开始占主导地位,pMN在运动中的参与度减少。我们着手描述了发育中的斑马鱼2 dpf至5 dpf的pMN中IM的特性。我们调查了在2-5 dpf的pMN中测量的IM的电流-电压关系。我们发现,从2到3 dpf和2到5 dpf,跨电压的平均IM幅度显著增加,并且从3到4 dpf和3到5 dpf显著减少。当比较IM的峰值幅度时,我们发现从2 dpf到3 dpf,IM的峰值幅度显著增加。随后,到4 dpf时,IM的峰值幅度减少近一半,但3和4 dpf之间的这种减少没有统计学意义。从4 dpf到5 dpf,峰值IM幅度没有显著变化。当比较电压依赖性特性时,IM的激活电压在3 dpf时与2 dpf和4 dpf相比显著超极化。否则,在不同年龄组之间没有发现IM激活电压的显著差异。此外,我们发现IM在其最大幅度一半处被激活的电压(V1/2)在2 dpf时与3 dpf和5 dpf相比显著去极化,在3 dpf时与4 dpf相比也显著去极化。这些数据表明,在2-5 dpf发育时间窗口内,IM的幅度和电压依赖性特性都发生了变化,IM的幅度在3 dpf达到峰值。
IM药理学抑制对pMN峰频率适应的影响在早期发育过程中发生变化
随着在pMN中发现IM和INaP对PIC贡献的发育差异,我们试图研究IM和INaP在pMN功能中的作用。峰频率适应是在持续去极化期间动作电位产生速率逐渐降低,甚至导致放电终止。峰频率适应通常在运动神经元中观察到。INaP先前已被认为与维持重复放电有关。相比之下,IM与脊髓神经元的爆发终止有关,这与其在某些神经元中介导峰频率适应的作用一致。我们研究了药理学阻断每种电流对pMN在2倍基强度电流注射500毫秒期间的峰频率适应的影响。在2-5 dpf之间,在500毫秒电流注射期间产生的最大峰值数量在2和3 dpf显著低于4和5 dpf,表明在两个较晚年龄时峰频率适应减少。
在2 dpf时,响应各种处理,我们发现与对照相比,XE-991或利鲁唑对产生的峰值数量没有显著影响。然而,我们观察到当两种药理抑制剂一起浴应用时,与对照相比显著减少。在3 dpf时,我们发现与对照相比,XE-991增加了产生的峰值数量,而利鲁唑或XE-991和利鲁唑联合使用与对照没有差异。在4 dpf时,在利鲁唑存在下以及XE-991和利鲁唑都存在下,观察到与对照相比峰值数量显著减少,而XE-991单独使用没有影响。到5 dpf时,pMN显示在XE-991或利鲁唑单独存在下产生的峰值数量与对照没有差异;然而,在XE-991和利鲁唑联合给药下,观察到与对照相比显著减少。尽管INaP在2和3 dpf时对pMN的PIC有重要贡献,但用利鲁唑阻断INaP未能显著减少pMN在这些年龄产生的峰值数量。我们假设这可能是因为pMN在2和3 dpf时产生的峰值一开始就很少。当测量产生的最后一个峰值的时间(相对于电流步阶开始)时,我们发现在2、4和5 dpf时显著减少,但在3 dpf时没有,表明利鲁唑减少了pMN能够放电的时间。
上述结果表明,仅在第3天时,XE-991抑制IM会降低pMN的峰频率适应。为了证实这一点,我们比较了pMN在500毫秒注射期间有和没有XE-991产生的峰值数量的百分比变化,发现峰值增加最大发生在3 dpf与2和4 dpf相比。相反,与对照水平相比,利鲁唑在4 dpf时对峰值数量的影响大于其他年龄。最后,如果IM起到减少pMN中持续放电的作用,那么在3 dpf时,与2和4 dpf相比,联合XE-991和利鲁唑治疗导致与单独利鲁唑相比峰值增加更大,这表明在3 dpf时用XE-991抑制IM有助于缓解由于利鲁唑抑制INaP而导致的持续放电损失,这进一步强调了在3 dpf时更大的IM的作用。
总之,这些发现揭示INaP是2至5 dpf的pMN重复放电所必需的。这些数据还证明IM在限制重复放电中起作用,最显著的是在3 dpf,此时IM幅度达到峰值。
IM对光诱发游泳反应期间pMN和神经活动的影响
我们的单细胞记录显示,pMN中的IM表达在3 dpf达到峰值,这也是XE-991应用最显著降低pMN峰频率适应的同时期。我们试图研究这些非单调的发育动态如何影响运动输出。我们在3和5 dpf时,在通过短暂增加亮场照明强度引起光诱发游泳反应的同时,记录了pMN和运动神经的活动。选择光诱发游泳反应是基于它们能够可靠地引起pMN和运动神经的反应。3和5 dpf时自发的和光诱发的运动神经活动特征见表1。自发的游泳事件在5 dpf时更频繁且运动爆发持续时间更长,但在3 dpf时游泳事件的持续时间更长且由更多的游泳片段组成,这与大约在3-4 dpf时发生的爆发式游泳和击打-滑行游泳之间的转变一致。光诱发游泳的持续时间在3 dpf时更长,让人想起该年龄时自发的游泳事件持续时间较长,而在光诱发游泳期间的运动爆发持续时间在5 dpf时更长。
我们研究了在3 dpf和5 dpf时,在浴应用10 μM XE-991之前和之后,pMN和虚拟游泳反应的运动神经反应。虽然3 dpf和5 dpf对照中运动神经记录的峰值幅度没有显著差异,但XE-991在3 dpf增加了峰值幅度,在5 dpf则没有。我们发现,在IM药理学抑制期间,光诱发游泳期间运动神经输出的总时间平均AUC在3 dpf和5 dpf时都增加。这些结果表明,抑制IM可以增加3 dpf和5 dpf时光诱发游泳反应期间的运动神经输出,并且这种效应在3 dpf时更为显著。
接下来,我们发现在3 dpf时,运动神经反应达到的峰值幅度与pMN放电频率之间存在显著相关性,证明pMN放电有助于增加运动神经输出。由于5 dpf时光诱发游泳反应期间pMN放电的实例很少,我们无法将来自这个年龄的数据点纳入我们的相关性分析。3 dpf pMN在光诱发游泳反应期间的放电频率显著高于5 dpf的pMN。尽管XE-991增加了5 dpf时4/10 pMN的放电频率,但在XE-991存在下,3 dpf时8/10 pMN的放电频率增加。我们接下来量化了每个年龄时pMN对光诱发游泳反应的参与程度,通过量化包含至少一次pMN峰值的运动振荡的百分比。发现5 dpf时pMN的参与显著少于3 dpf。然而,在这两个年龄,XE-991都未能显著增加pMN的参与。我们考虑了抑制IM是否会改变峰定时特性,因为这已在其他情境中得到证明。我们将分析限制在3 dpf pMN数据,因为从5 dpf pMN记录的放电数据不足。我们发现,响应第一个峰值的发射时间(发射延迟)未被XE-991改变。我们接下来量化了整个光诱发游泳反应内每次运动振荡开始的平均峰潜伏期。我们发现XE-991减少了3 dpf时的平均pMN峰潜伏期。总体而言,这些结果表明,在3和5 dpf时,IM限制了光诱发游泳反应期间的运动输出。这种效应在3 dpf时最为显著,影响pMN的放电频率和潜伏期,此时pMN更持续地被募集用于这种行为。
我们接下来考虑了pMN接收的兴奋性驱动幅度的差异是否是观察到的它们在光诱发游泳反应中参与度差异的基础。在电压钳模式下,我们将pMN保持在-65 mV,并量化了在3 dpf和5 dpf时,在浴应用XE-991之前和之后它们接收的驱动幅度。光诱发游泳期间的兴奋性驱动的特点是较慢的驱动,似乎设定了游泳片段的长度,以及叠加在这些慢运动振荡上的较快突触事件。我们发现在比较对照条件下pMN接收的慢突触驱动的峰值幅度和平均幅度时,3 dpf与5 dpf没有差异。在任一年龄浴应用XE-991显示pMN接收的慢突触驱动的峰值幅度或平均幅度没有差异。对快速突触驱动的分析显示,3和5 dpf之间的峰值幅度和平均幅度没有差异。与慢突触驱动类似,在任一年龄浴应用XE-991显示pMN接收的快速突触驱动的峰值幅度或平均幅度没有差异。这些数据表明,在光诱发游泳反应期间pMN接收的突触驱动总量在3和5 dpf时相当,并且抑制IM不影响任一年龄pMN接收的突触驱动量。XE-991对突触驱动缺乏改变进一步强调,在3 dpf与5 dpf时光诱发游泳反应中pMN募集的差异是由于IM幅度在这两个年龄的发育变化导致的pMN兴奋性差异所塑造的。
讨论
成熟的运动控制是发育过程中顺序获得越来越协调和复杂运动的结果。在此成熟过程中,神经发生、突触连接的变化以及内在特性的变化是塑造运动回路的几个过程。运动神经元表达的离子电流集合及其特性在发育过程中受到动态调节。在其他物种中,电流如A型钾电流和T型钙电流在胚胎发育早期表达,随后消失,而L型钙电流在出生后发育早期阶段增加。在这里,在发育中的斑马鱼的pMN中,我们确定了两种已知在多种脊椎动物中塑造运动节律的持续电流的不同发育动态。这些电流幅度及其对pMN活动影响的发育变化发生在斑马鱼从依赖早出生的pMN的弹道运动转变为更依赖于晚出生的次级运动神经元的较慢、更协调运动的发育时期。
我们关注了一种在几种脊椎动物运动神经元中被描述过但从未在斑马鱼中描述的电流。继其最初发现之后,M电流(IM)已被证明可以限制神经元兴奋性和爆发放电。IM可以在阈下水平起作用以限制峰值的启动,或者它可以在阈上水平通过峰频率适应来限制持续放电活动。最近在哺乳动物脊髓神经元中揭示了IM,它与持续钠电流(INaP)协同工作以控制爆发放电,最终施加对运动速度的控制,可能是通过介导峰频率适应。直到现在,IM是否在斑马鱼幼虫运动神经元中表达及其在设定兴奋性或限制持续放电活动中的作用仍未得到研究。IM限制神经元活动的能力使我们假设,在斑马鱼运动中这些神经元突出性减弱的时期,IM可能在pMN中上调。
我们之前表明,在4-5 dpf斑马鱼中药理学调节IM会改变它们的运动行为。在这里,我们结合药理学使用膜片钳电生理学首次揭示了pMN中IM的存在。我们发现,ICA-069673的抑制或激活改变了静息膜电位,这与IM的阈下性质一致。我们观察到ICA-069673改变了pMN的放电特性,但XE-991的抑制没有。具体来说,XE-991没有改变我们在4-5 dpf pMN中测量的兴奋性的任何特征(基强度和峰值阈值)。这些发现可能表明,在这些年龄,pMN中IM的基线水平可能相对较低,以至于进一步阻断其活性不会导致可测量的兴奋性发生显著变化。或者,或者结合,pMN中IM的特定电压依赖性特性可能使该电流在阈上而非影响兴奋性的阈下膜电位处最具影响力。事实上,我们确实揭示了XE-991通过峰频率适应对持续pMN放电的影响。
pMN中IM的瞬时增加在3 dpf
在确认IM存在于3-5 dpf幼虫pMN中后,我们假设IM的幅度将从2 dpf增加到5 dpf,以限制随着精细游泳运动出现时pMN的募集。虽然我们确实发现IM的幅度在3 dpf时增加,从其2 dpf的峰值幅度增加了两倍,但这种增加是短暂的,随后到4 dpf时IM减少到几乎其3 dpf幅度的一半。巧合的是,当我们研究在不同年龄抑制IM对pMN峰频率适应的后果时,XE-991对峰频率适应的减少在3 dpf时最大。因此,我们在4-5 dpf观察到的IM对pMN兴奋性的适度影响不是IM逐渐增加到如此适度水平的结果,而是从仅仅一两天前3 dpf的瞬时峰值衰减的结果。
pMN中INaP在早期发育过程中的逐渐减少
与持续外向电流IM对应的是持续内向电流INaP。已经表明INaP和IM作为相反的持续电压门控电流协同工作,以调节哺乳动物脊髓运动神经元的兴奋性和重复放电。一项研究,并且仅在24 hpf,揭示了斑马鱼pMN中的INaP。与IM的非单调发育变化不同,后者在3 dpf显示瞬时峰值,我们发现利鲁唑对PIC幅度的影响在2 dpf时最大,随后时间点利鲁唑的影响逐渐减小,以至于到5 dpf时利鲁唑没有减少PIC幅度。因此,我们在这里揭示了INaP对PIC的贡献在早期发育过程中逐渐减少。
尽管从2到5 dpf利鲁唑对PIC幅度的影响减小,但在4和5 dpf时,响应2倍基强度电流注射产生的峰值数量被利鲁唑显著减少,这些年龄的放电更持续。这些结果与我们的电压钳记录相矛盾,电压钳记录显示INaP在2和5 dpf之间减少。利鲁唑主要靶向持续钠电流,尽管已显示它在一定程度上影响钠电流的河豚毒素敏感成分。利鲁唑也被报道靶向N型和P/Q型钙电流和钾电流。在所有研究年龄,pMN放电减少响应利鲁唑可能反映了其对其他离子电流的影响。
如果利鲁唑对pMN放电的影响主要是由其对INaP的影响介导的,那么我们对利鲁唑敏感的PIC成分减少的测量可能是由于基础INaP的钠通道位置更远的结果。远离胞体将限制体细胞电压钳斜坡激活基础INaP的通道的能力,并且随着运动神经元大小的增加,这种空间钳位问题可能会恶化,导致测量到利鲁唑敏感的PIC成分减少。我们也不能排除在pMN中从2到5 dpf利鲁唑不敏感的PIC成分的逐渐增加可能反映了对高压激活钙电流的发育变化。尽管我们在这里没有确定基础INaP的通道位置,也没有直接评估pMN中L型电流对PIC贡献的潜在发育变化,但我们发现利鲁唑在限制5 dpf重复放电方面效果较差,这与在该阶段INaP幅度相对减少一致,与可能的钙电流变化无关。
利鲁唑对pMN放电的影响表明,在2至5 dpf期间,INaP在调节重复放电中具有重要要求,无论其测量到的幅度如何。相反,抑制IM仅在3 dpf时显著增加放电,表明在4和5 dpf时的重复放电不像在3 dpf时那样受到IM的重要限制。这些发现强调了在早期斑马鱼发育过程中控制一组运动神经元兴奋性和重复放电所涉及的复杂动态。
IM和INaP发育动态的意义
INaP的逐渐减少是一种可能的机制,限制了在主要由控制慢肌的次级运动神经元主导的运动活动期间pMN的募集。尽管在探索性游泳过程中大多是旁观者,支配快肌的运动神经元(即pMN和次级运动神经元的快速亚群)仍然接收阈下运动驱动,表明这些神经元在游泳期间如果需要可以被激活。我们观察到4和5 dpf时pMN的基强度大于2 dpf,这可能是大小增加和INaP减少共同作用的结果。较高的基强度可能限制pMN在大多数形式游泳中的参与。人们可能期望在4和5 dpf时更大的IM也会增加基强度;然而,相反,我们观察到从2到3 dpf早期增加,随后在4和5 dpf时与3 dpf的瞬时峰值相比减少。如果pMN的参与在那个年龄左右开始逐渐减少,为什么IM只在3 dpf达到峰值然后之后减少?
我们在光诱发运动反应期间的配对pMN-运动神经记录可能为pMN中IM和INaP的这些发育动态提供见解。我们观察到在3 dpf时pMN的募集和放电活动比5 dpf时更大。在3 dpf时对pMN的更大需求可能与孵化后自由游泳的出现有关,这发生在游泳膀胱发育之前。在3 dpf时缺乏适当的浮力控制可能需要pMN的积极参与以产生更有力的尾部弯曲,以帮助鱼在游泳时垂直稳定。然后,游泳膀胱的发育将消除在后期发育阶段对pMN参与的需求。我们量化了在3和5 dpf时从运动神经记录的自发的和光诱发的游泳活动特征,以确定游泳在3 dpf时是否更费力以抵消发育不全的游泳膀胱。我们确实确认了自发的游泳事件的已知差异,并发现光诱发反应在3 dpf时也更长,但我们没有发现诸如爆发频率等可以说明活力增加的测量差异。也许尾部弯曲角度和推进的运动学分析,以及在游泳期间针对快肌与慢肌活动的定向操作,可以进一步检验3 dpf时pMN的活动是否有助于产生更有活力的运动以补偿功能性游泳膀胱的缺乏。
尽管在游泳期间pMN在3 dpf与5 dpf时更大参与的功能意义仍有待确定,但我们确实揭示了光诱发运动反应中pMN募集差异的潜在机制不是兴奋性运动驱动,后者在这两个年龄相似。此外,光诱发运动反应期间的突触驱动未被阻断IM改变,表明XE-991对3 dpf时pMN参与的影响是由pMN中IM减少引起的。因此,内在特性的差异可能是导致在这两个发育阶段的光诱发游泳活动中pMN参与显著不同的主要因素。然而,由于我们在光诱发游泳反应期间没有分离对pMN的抑制性突触输入,可能从3到5 dpf pMN接收的抑制性驱动增加伴随着这里报道的内在特性的观察到的变化。
减少的INaP水平结合相对适中的IM水平可能足以抑制pMN活动,因为许多光诱发游泳片段在5 dpf时没有任何伴随的pMN活动。相反,pMN活动在3 dpf时很频繁,正如我们在配对pMN-运动神经记录中观察到的那样。因此,在3 dpf时更高的INaP水平可能有助于确保pMN在3 dpf时的募集。然而,IM在3 dpf显示瞬时峰值,似乎在3 dpf时光诱发反应期间起到缓和而非阻止pMN活动的作用。事实上,在3 dpf时应用XE-991增加了光诱发反应期间的pMN参与和放电,表明没有IM,pMN在光诱发反应中的参与将比对照情况下观察到的更大。
数据表明,3 dpf似乎代表了斑马鱼运动控制发育的一个转折点。随着运动运动 repertoire 从以pMN为中心的运动转变,pMN矛盾地在3 dpf之后在长电流步阶期间发射增加数量的动作电位。然而,后期对pMN的突触驱动可能不会增加。因此I
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