Acid-Sensing Ion Channels Activated by Evoked Released Protons Modulate Synaptic Transmission at the Mouse Calyx of Held Synapse

Authors
González Inchauspe, Carlota María Fabiola; Urbano Suarez, Francisco Jose; Di Guilmi, Mariano Nicolás; Uchitel, Osvaldo Daniel
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Acid-sensing ion channels (ASICs) regulate synaptic activities and play important roles in neurodegenerative diseases. We found that these channels can be activated in neurons of the medial nucleus of the trapezoid body (MNTB) of the auditory system in the CNS. A drop in extracellular pH induces transient inward ASIC currents (IASICs) in postsynaptic MNTB neurons from wild-type mice. The inhibition of IASICs by psalmotoxin-1 (PcTx1) and the absence of these currents in knock-out mice for ASIC-1a subunit (ASIC1a−/−) suggest that homomeric ASIC-1as are mediating these currents in MNTB neurons. Furthermore, we detect ASIC1a-dependent currents during synaptic transmission, suggesting an acidification of the synaptic cleft due to the corelease of neurotransmitter and H+ from synaptic vesicles. These currents are capable of eliciting action potentials in the absence of glutamatergic currents. A significant characteristic of these homomeric ASIC-1as is their permeability to Ca2+. Activation of ASIC-1a in MNTB neurons by exogenous H+ induces an increase in intracellular Ca2+. Furthermore, the activation of postsynaptic ASIC-1as during high-frequency stimulation (HFS) of the presynaptic nerve terminal leads to a PcTx1-sensitive increase in intracellular Ca2+ in MNTB neurons, which is independent of glutamate receptors and is absent in neurons from ASIC1a−/− mice. During HFS, the lack of functional ASICs in synaptic transmission results in an enhanced short-term depression of glutamatergic EPSCs. These results strongly support the hypothesis of protons as neurotransmitters and demonstrate that presynaptic released protons modulate synaptic transmission by activating ASIC-1as at the calyx of Held–MNTB synapse.
Fil: González Inchauspe, Carlota María Fabiola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Urbano Suarez, Francisco Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Di Guilmi, Mariano Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Uchitel, Osvaldo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Subject
MNTB
ASICS
pH
Otras Ciencias Biológicas
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CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
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CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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