Ergebnisse
Anatomische Identifizierung von mutmaßlichen Gamma- und Alpha-Motorneuronen.
Im Rückenmark von Säugetieren lassen sich Gamma- und Alpha-Motorneuronen durch zwei anatomische Hauptmerkmale unterscheiden. Erstens sind die Zellkörper von Gamma-Motorneuronen deutlich kleiner als die von Alpha-Motorneuronen (11, 13). Zweitens erhalten Alpha-, aber nicht Gamma-Motorneuronen direkten synaptischen Input von propriozeptiven sensorischen Afferenzen (18). Um die Gamma- von den Alpha-Motorneuronen im Rückenmark der Maus zu unterscheiden, analysierten wir die Größe der lumbalen Motorneuronen sowie den Status des propriozeptiven sensorischen Inputs. Wir haben die Zellkörper und proximalen Dendriten der Motoneuronen durch die Expression von Cholin-Acetyltransferase (ChAT), dem ratenlimitierenden Enzym der Acetylcholin-Synthese, sichtbar gemacht. Wir identifizierten synaptische Kontakte zwischen propriozeptiven Terminals und Motoneuronen, indem wir die Expression des vesikulären Glutamattransporters vGlut1, eines selektiven Markers für sensorische Terminals, überwachten (25, 26).
Wir bestimmten die Größenverteilung der Zellkörper von Motoneuronen im lumbalen Rückenmark von p21-Wildtyp-Mäusen (n > 800 Neuronen; größte Querschnittsfläche), einem Stadium, in dem propriozeptive Terminals ihre reife Größe erreichen. Die Größe der Somata der ChATon-Motorneuronen teilte sich in zwei normal verteilte Populationen auf, wobei die optimale Schwelle zwischen den beiden Zellpopulationen bei 360 μm2 lag (Abb. 1A). Die kleine Neuronenpopulation (n = 260/840; 31 % der Gesamtzahl der Motoneuronen) wies eine mittlere Querschnittsfläche von 232,4 ± 50 μm2 (SD) auf, während die große Neuronenpopulation (n = 580/840; 69 % der Gesamtzahl) eine mittlere Querschnittsfläche von 776,6 ± 180 μm2 (SD) hatte (Abb. 1A). Dieser Unterschied in der Zellgröße zeigte sich bereits bei p14, wobei kleine (193 ± 48 μm2; SD) und große (601 ± 143 μm2; SD) Motoneuronen bei einer Schwellenquerschnittsfläche von 295 μm2 getrennt wurden (Abb. 2C und ).