비피라미드 세포의 생리학적 하위 집합과 쥐 전두엽 피질층 V의 파르발부민 및 칼빈딘D28k 면역 반응 뉴런의 상관관계

생리학적 및 형태학적으로 다른 피질 비피라미드 세포가 다른 칼슘 결합 단백질을 발현한다는 가설을 검증하기 위해, 쥐 전두엽 피질의 V층에서 16-20일 된 쥐의 전체 세포 전류 조절 기록을 인 비트로에서 세포 내 염색 및 이중 면역 형광법과 결합하였다. 2. 비피라미드 세포는 먼저 빠른 발화(FS) 또는 저역치 스파이크(LTS) 세포로 분류되었으며, 바이오사이틴을 주입한 후 최종적으로 파르발부민 및 칼빈딘D28k에 대해 면역조직화학적으로 염색되었다. 3. FS 세포는 입력 저항이 350 M옴 이상, 피크 폭이 반응 진폭의 0.8 ms 이상이며, 과분극된 전위에서 저역치 스파이크의 방전을 통해 확인되었다. 반복적인 발사는 FS 세포에서 자극 유도 흥분성 시냅스 후 전위와 함께 탈분극을 조합하여 유도할 수 있었다. 이러한 조건에서는 LTS 세포에서 반복적인 발사가 관찰되지 않았다. 4. 이러한 방식으로 특성화된 V층 세포에 바이오사이틴을 주입한 후, 이후의 이중 면역 염색은 모든 바이오사이틴 표지된 파르발부민 면역 반응 세포(n = 18)가 FS 세포(FS-PV 세포)에 속하는 반면, 모든 바이오사이틴 표지된 칼빈딘D28k 면역 반응 세포(n = 10)는 LTS 세포(LTS-Calb 세포)에 속한다는 것을 보여주었다. 5. FS-PV 세포는 매끄럽거나 간헐적인 가시가 있는 수상을 가지고 있는 반면, LTS-Calb 세포는 적당한 수의 가시가 있지만 피라미드 세포보다 적은 수의 가시가 있는 수상을 가지고 있다. FS-PV 세포는 세포체 근처에 더 밀집된 축삭 가지를 보이고, 축삭이 더 수평 방향으로 확장되어 있다. 이들 중 일부는 다른 세포의 세포체를 둘러싼 말단 부위가 있어 바구니 세포로 식별될 수 있었다. LTS-Calb 세포는 주 축삭을 더 수직으로 층 I까지 확장했다. 6. 이중 면역 형광 염색 결과, V층에서 칼슘 결합 단백질에 대한 면역 반응을 보이는 세포는 매우 적었지만 V층에서 칼슘 결합 단백질에 대한 면역 반응을 보이는 대부분의 세포는 감마 아미노부티르산(GABA)에 대해서도 면역 반응을 보였다. 7. 이 결과는 신피질 V층의 GABA성 비피라미드 세포가 서로 다른 발화 방식, 축삭 분포 및 칼슘 결합 단백질 면역 반응성을 기반으로 두 개의 기능적 그룹으로 나눌 수 있음을 제안한다: 1) FS-PV 세포는 시냅스 활성화에 의해 반복적 발사를 보이며, 세포체 근처에 더 밀집된 축삭 가지를 가지고 있고 수평으로 정렬되어 있으며, 파르발부민 면역 반응성을 보인다. 2) LTS 세포는 저역치 스파이크를 보이며, 층 I까지 더 수직으로 축삭 가지를 확장하고 칼빈딘D28K 면역 반응성을 보인다.