Functional implication of retinoic acid-responsive subpopulation of dentate granule cells in spatial discrimination.

Abstract

신경 발달 과정에서 확립된 역할 외에도 레티노산(RA)은 성인 신경 발달 과정에서 중요한 역할을 합니다. 그러나, 성인 해마에서 RA와 그 세포 표적의 기능적 역할은 명확하게 정의되어 있지 않습니다. 여기에서 우리는 RARE-LacZ 리포터로 표지된 레티노산 반응 세포가 유사한 맥락과 공간의 행동 차별을 중재하는 치아 이랑에 풍부하다는 것을 관찰했습니다. RA-반응성 하위집단은 배-복부 축을 따라 과립 세포층 내에 드물게 존재하지만, 치아이랑(dentate gyrus)의 상부 블레이드 및 하부 블레이드에는 고르지 않게 존재합니다. 흥미롭게도, 새로운 환경에 의한 과립 세포 활성화는 RA 반응성을 가지는 GC 하위 집단에서만 발생합니다. 또한, RA 식이 고갈은 GC의 과흥분성을 초래하는데, 이는 RA가 GC 활성화를 축소하는 조절 역할 가짐을 제안합니다. 중요하게도, 보상 기반 공간 구분은 레티놀 보충에 의해 회복되는 식이 레티놀 고갈에 의해 완전히 폐지됩니다. 종합적으로 우리는 레티노산이 치아이랑에서 과립세포 흥분성의 축소를 통해 공간 기억 해상도를 조절한다는 것을 발견했습니다. 우리의 연구는 특히 레티노산 반응성과 해마 의존적 기억 과정에서 해상도에 대한 기능적 중요성에서 치상 과립 세포의 클래스 내 이질성을 찾을 수 있습니다.|In addition to established role in neurodevelopmental process, retinoic acid (RA) plays a key role in adult neurodevelopmental process. However, the functional role of RA and its cellular target in the adult hip-pocampus is not clearly defined. Here we observed that RA-responsive cells labeled with the RARE-LacZ reporter are enriched in the dentate gyrus that mediate behavioral discrimination of similar context and space. RA-responsive subpopulation exists sparsely within the granule cell layer along the dorso-ventral axis, but unevenly in the suprablade and infrablade of the dentate gyrus. Interestingly, granule cell activation by environmental novelty happens exclusive with RA-responsive GC subpopulation. Furthermore, dietary deple-tion of RA results in hyperexcitability of GCs, suggesting modulatory role of RA on scaling down GC activa-tion. Then importantly, reward-driven spatial discrimination is completely abolished by dietary retinol-depletion, which is recovered by retinol-replenishment. Collectively we found that RA regulates spatial memory resolution through down-scaling of GC excitability in the dentate gyrus. Our study may find within-class heterogeneity of the dentate granule cells especially in RA-responsiveness and its functional significance for the resolution in the hippocampus-dependent memory process.