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Dopamine D2 receptors in hilar mossy cells regulate excitatory transmission and hippocampal function

神经科学 兴奋性突触后电位 神经传递 多巴胺受体D2 多巴胺 齿状回 多巴胺能 海马结构 生物 癫痫 焦虑症 抑制性突触后电位 受体 生物化学 抗焦虑药
作者
Michelle C. Gulfo,Joseph J. Lebowitz,Czarina Ramos,Dong-Woo Hwang,Kaoutsar Nasrallah,Pablo E. Castillo
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:120 (50) 被引量:2
标识
DOI:10.1073/pnas.2307509120
摘要

Hilar mossy cells (MCs) are principal excitatory neurons of the dentate gyrus (DG) that play critical roles in hippocampal function and have been implicated in brain disorders such as anxiety and epilepsy. However, the mechanisms by which MCs contribute to DG function and disease are poorly understood. A defining feature of MCs is the promoter activity of the dopamine D2 receptor (D2R) gene ( Drd2 ), and previous work indicates a key role for dopaminergic signaling in the DG. Additionally, the involvement of D2R signaling in cognition and neuropsychiatric conditions is well known. Surprisingly, though, the function of MC D2Rs remains largely unexplored. In this study, we show that selective and conditional removal of Drd2 from MCs of adult mice impaired spatial memory, promoted anxiety-like behavior, and was proconvulsant. To determine the subcellular expression of D2Rs in MCs, we used a D2R knockin mouse which revealed that D2Rs are enriched in the inner molecular layer of the DG, where MCs establish synaptic contacts with granule cells (GCs). D2R activation by exogenous and endogenous dopamine reduced MC to dentate GC synaptic transmission, most likely by a presynaptic mechanism. In contrast, exogenous dopamine had no significant impact on MC excitatory inputs and passive and active properties. Our findings support that MC D2Rs are essential for proper DG function by reducing MC excitatory drive onto GCs. Lastly, impairment of MC D2R signaling could promote anxiety and epilepsy, therefore highlighting a potential therapeutic target.
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