AMPA-type glutamate receptor is the major determinant of fast synaptic transmission at excitatory synapse. However, little is known about the region-specific regulatory mechanism of synaptic AMPAR function by cell adhesion molecule. Here I report IgSF11, a novel trans-homophilic cell adhesion molecule interacting with AMPA receptors, is expressed both in hippocampal CA1 and dentate gyrus (DG). IgSF11 deletion in mice leads to a reduction in AMPAR-mediated basal synaptic transmission in DG but not in CA1. Intriguingly, IgSF11 KO mice show impaired activity-dependent AMPAR-mediated synaptic transmission during long-term potentiation (LTP) in CA1 but not in DG. Furthermore, IgSF11 mutant mice exhibit deficits in hippocampal-dependent contextual fear memory processing during spontaneous recovery. Altogether, these results suggest that IgSF11 regulates synaptic AMPA receptor functions in hippocampal CA1 and DG via two distinct mechanisms and plays an essential role in hippocampus-dependent fear memory recovery after fear memory extinction.
AMPA타입 글루타메이트 수용체는 흥분성 시냅스에서 일어나는 빠른 반응속도의 전기적인 신경전달의 주요 결정요인이다. 그러나, 세포간 결합단백질에 의해서 시냅스 상의 AMPA 수용체 기능이 특정 지역에 따라 선택적으로 조절되는 기작에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 이번 연구에서 나는 뇌의 해마영역 중 CA1과 DG에 선택적으로 발현하고 있는 IgSF11 이라는 세포간 자가결합성 단백질 분자를 새롭게 보고한다. IgSF11이 제거된 쥐에서는 기저상태의 시냅스 신경전달에 의한 AMPA수용체 반응이 CA1이 아닌 DG에서만 선택적으로 감소된다. 흥미롭게도, LTP 장기강화상태에서는 활동 의존성 시냅스 신경전달에 의한 AMPA수용체 반응이 DG가 아닌 CA1에서만 선택적으로 저해된다. 게다가 IgSF11 유전자가 결핍된 쥐는 자발적인 회복에 의한 해마 의존성 맥락적 공포기억 처리가 저해됨을 보여준다. 종합적으로 이러한 결과들은 IgSF11 단백질이 해마의 CA1과 DG 영역에서 각각 상이하게 구별되는 2가지 기작을 통해 시냅스 상의 AMPA수용체 기능을 조절하고, 기억소멸 후 해마 의존적 공포기억 회복 단계에서 필수적인 역할을 한다는 것을 제시해준다.
