COMPARISON OF THE ELECTROPHYSIOLOGICAL PROPERTIES OF HIPPOCAMPAL NEURONS IN WISTAR AND WISTAR-KYOTO RATS

Zakręt zębaty (DG, ang. dentate gyrus), położony pomiędzy korą śródwęchową 
a obszarem CA3 hipokampa, odgrywa kluczową rolę w procesach uczenia się, pamięci, orientacji przestrzennej oraz regulacji nastroju. Przypuszcza się, że obniżona neurogeneza w obrębie DG stanowi jeden z czynników leżących u podłoża depresji. Ponadto wykazano, że zaburzenia funkcjonowania komórek ziarnistych zakrętu zębatego (DGCs, ang. dentate gyrus granule cells) przyczyniają się do rozwoju różnych zaburzeń psychiatrycznych, w tym dużego zaburzenia depresyjnego (MDD, ang. major depressive disorder). Szczury szczepu Wistar Kyoto (WKY) wykazują wrodzone cechy fenotypu depresyjnego, obejmujące zachowania przypominające rozpacz, bierne strategie radzenia sobie ze stresem oraz nasilone reakcje fizjologiczne na stresujące bodźce środowiskowe. Mimo, iż szczep WKY jest konsekwentnie używany 
w badaniach nad depresją lekooporną, podstawowe właściwości elektrofizjologiczne neuronów wielu kluczowych struktur, takich jak np. DG, nie są znane.Celem niniejszych badań była elektrofizjologiczna charakterystyka komórek ziarnistych zakrętu zębatego u szczurów szczepów Wistar i Wistar Kyoto. Rejestracje metodą whole-cell patch clamp przeprowadzono na skrawkach mózgu szczura, koncentrując się na analizie biernych właściwości błony komórkowej oraz pobudliwości neuronów. 
W trakcie rejestracji neurony wypełniano biocytyną, a następnie skrawki poddawano znakowaniu fluoroforami sprzężonymi ze streptawidyną w celu potwierdzenia fenotypu neuronalnego.Wstępne badania wykazały, że komórki ziarniste zakrętu zębatego szczurów WKY charakteryzują się mniej ujemnym potencjałem spoczynkowym oraz wyższym oporem błonowym w porównaniu do szczurów szczepu Wistar. Uzyskana charakterystyka może przyczynić się do lepszego zrozumienia odmiennych neuronalnych mechanizmów leżących u podstaw cech behawioralnych oraz fenotypu lekooporności obserwowanych u szczurów Wistar Kyoto, jednak konieczne są dalsze badania w celu weryfikacji tych obserwacji. Wyniki te wskazują również na zakręt zębaty jako potencjalny obszar istotny dla poznania molekularnych podstaw cech depresyjnych.

Dentate gyrus (DG), positioned between the entorhinal cortex and CA3 area of the hippocampus, is critical for learning, memory, spatial navigation, and mood regulation. Decreased DG neurogenesis is hypothesized to be an underlying factor of depression. Additionally, deficits in DG granule cells (DGCs) have been shown to contribute to the development of various psychiatric disorders, including major depressive disorder (MDD). Wistar Kyoto (WKY) rats show intrinsic depression traits, including despair-like behavior, passive coping with stress as well as exaggerated physiological response to stressful environment. Despite the wide use of WKY rats in research, the principal electrophysiological properties of neurons in various structures (such as DG) are not known. This research aimed to electrophysiologically characterize dentate gyrus granule cells in Wistar and Wistar Kyoto rats. Whole-cell patch clamp recordings were performed on rat brain slices, focusing on their intrinsic passive membrane properties and neuronal excitability. Neurons were filled with biocytin during recording and slices were later treated with streptavidin-conjugated fluorophores to confirm neuronal phenotype. Preliminary recordings revealed that dentate gyrus granule cells in WKY rats are characterized by less-negative resting membrane potential and higher membrane resistance in comparison with Wistar rats. This characterization might contribute towards understanding the distinct neural substrates underlying the behavioral characteristics and treatment-resistant phenotype observed in Wistar Kyoto rats, however further studies are required to verify these observations. These findings highlight the DG as a potential target for understanding the molecular basis of depressive-like traits.