Expression of GluN3A-containing nmda receptors decreases spine stability and promotes spine pruning

Résumé

Reorganizaciones sinápticas durante períodos críticos del desarrollo cerebral postnatal requieren una correcta formación, fortalecimiento y eliminación de sinapsis y de las espinas dendríticas asociadas con el fin de formar redes funcionales maduras. Se cree que el equilibrio correcto de estos procesos se rige por cambios en el contenido de subunidades de receptores de glutamato de tipo NMDA a nivel de sinapsis individuales. Entre éstos, la expresión de GluN3A, subunidad no convencional de receptores NMDA, se ha propuesto como un freno molecular en la maduración sináptica. En este trabajo hemos testado esta hipótesis utilizando técnicas de microscopía confocal para tomar imágenes de neuronas disociadas y rodajas organotipicas de hipocampo, así evaluar el papel de receptores de NMDA que contienen GluN3A en la dinámica de las espinas dendríticas. Nuestros resultados demuestran que la sobreexpresión de GluN3A reduce la densidad, aumenta la eliminación y disminuye la estabilidad de las espinas dendríticas a través del tiempo. Por el contrario, el silenciamiento de GluN3A reduce la eliminación de espinas y promueve su estabilidad. El efecto de la sobreexpresión de GluN3A se potenció mediante el uso de un mutante GluN3A endocitosis-deficiente, y pudo reproducirse mediante silenciamiento de la proteína adaptadora PACSIN1, que impide la endocitosis de GluN3A endógeno. Finalmente, la re-expresión de GluN3A en tejido maduro reinstauró niveles juveniles de poda sináptica y estabilidad de espinas. Mecanísticamente, demostramos que la disminución de la estabilidad en neuronas que sobreexpresan GluN3A puede estar relacionada con una incapacidad del circuito de estabilizar selectivamente espinas dendríticas en respuesta a protocolos que inducen plasticidad sináptica. En conjunto, estos datos proporcionan una fuerte evidencia de que GluN3A impide la estabilización sináptica mediada por la actividad promoviendo así la poda de las espinas, y sugieren que la expresión de GluN3A funciona como una señal molecular para el control del ¿tempo¿ y la magnitud de la maduración de la sinapsis.