初级运动皮层的巨大锥体神经元表达血管活性肠多肽（VIP），这是皮层中间神经元的已知标志物-动脉网

Giant pyramidal neurons of the primary motor cortex express vasoactive intestinal polypeptide (VIP), a known marker of cortical interneurons

Nature 等信源发布 2024-09-11 12:54

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AbstractVasoactive intestinal polypeptide (VIP) is known to be present in a subclass of cortical interneurons. Here, using three different antibodies, we demonstrate that VIP is also present in the giant layer 5 pyramidal (Betz) neurons which are characteristic of the limb and axial representations of the marmoset primary motor cortex (cytoarchitectural area 4ab).

摘要血管活性肠多肽（VIP）已知存在于皮质中间神经元的一个亚类中。在这里，使用三种不同的抗体，我们证明VIP也存在于巨层5锥体（Betz）神经元中，这是mar猴初级运动皮层（细胞结构区域4ab）的肢体和轴向表征的特征。

No VIP staining was observed in smaller layer 5 pyramidal cells present in the primary motor facial representation (cytoarchitectural area 4c), or in the premotor cortex (e.g. the caudal subdivision of the dorsal premotor cortex, A6DC), indicating the selective expression of VIP in Betz cells. VIP in Betz cells was colocalized with neuronal specific marker (NeuN) and a calcium-binding protein parvalbumin (PV).

在初级运动面部表征（细胞结构区域4c）或前运动皮层（例如背侧前运动皮层的尾部细分，A6DC）中存在的较小的第5层锥体细胞中未观察到VIP染色，表明VIP在Betz细胞中的选择性表达。Betz细胞中的VIP与神经元特异性标记（NeuN）和钙结合蛋白小白蛋白（PV）共定位。

PV also intensely labelled axon terminals surrounding Betz cell somata. VIP-positive interneurons were more abundant in the superficial cortical layers and constituted about 5–7% of total cortical neurons, with the highest density observed in area 4c. Our results demonstrate the expression of VIP in the largest excitatory neurons of the primate cortex, which may offer new functional insights into the role of VIP in the brain, and provide opportunities for genetic manipulation of Betz cells..

PV还强烈标记了Betz细胞体周围的轴突末端。VIP阳性中间神经元在浅表皮层中更为丰富，约占总皮层神经元的5-7%，在4c区观察到的密度最高。我们的研究结果表明，VIP在灵长类大脑皮层最大的兴奋性神经元中表达，这可能为VIP在大脑中的作用提供新的功能见解，并为Betz细胞的遗传操作提供机会。。

IntroductionSimilar to other primates1,2,3, in the marmoset monkey, the primary motor cortex (M1, Brodmann Area 4) is formed by distinct cytoarchitectural subdivisions. According to the contemporary view, the representations of the limb and body axial musculatures are encompassed within cytoarchitectural area 4ab, located medially, whereas the representations of the head musculature (including facial and oral) are located laterally, in cytoarchitectural area 4c4,5.

引言与其他灵长类动物1,2,3相似，在mar猴中，初级运动皮层（M1，Brodmann区域4）由不同的细胞结构细分形成。根据当代观点，肢体和身体轴向肌肉组织的表示包含在位于内侧的细胞结构区域4ab内，而头部肌肉组织（包括面部和口腔）的表示位于细胞结构区域4c4,5的侧面。

In particular, A4ab contains the unique “gigantopyramidal” neurons, known as Betz cells in primates6,7,8. In contrast, in A4c, layer 5 is populated by smaller pyramidal neurons4. Betz cells are characterised by their pyramidal shape, large size, and prominent apical dendrites that are oriented along a vertical axis.

特别是，A4ab含有独特的“巨锥体”神经元，在灵长类动物中称为Betz细胞6,7,8。相反，在A4c中，第5层由较小的锥体神经元组成4。Betz细胞的特征在于它们的金字塔形，大尺寸和沿着垂直轴取向的突出的顶端树突。

Although more sparsely distributed, they can be up to 20 times larger in volume when compared to other pyramidal cells in humans9.Betz cells have specialised molecular and physiological characteristics6. Given their distinctive action-potential properties10,11 and direct connectivity onto the ventral horn of the spinal cord12, they are well placed for initiation and modulation of fine movement.

虽然分布较稀疏，但与人类其他锥体细胞相比，它们的体积可能高达20倍9。Betz细胞具有专门的分子和生理特征6。鉴于它们独特的动作电位特性10,11以及与脊髓腹角12的直接连接，它们非常适合启动和调节精细运动。

Betz cells can be identified using markers of pyramidal neurons, such as antibodies against non-phosphorylated neurofilament (e.g. SMI-32)13,14, as well as general markers of neuronal nuclei (e.g. NeuN)14. In addition, some of these cells specifically express nitric oxide synthase (NOS)15 and/ or the calcium-binding protein parvalbumin (PV)14.

可以使用锥体神经元的标记物来鉴定Betz细胞，例如针对非磷酸化神经丝的抗体（例如SMI-32）13,14，以及神经元细胞核的一般标记物（例如NeuN）14。另外，这些细胞中的一些特异性表达一氧化氮合酶（NOS）15和/或钙结合蛋白小白蛋白（PV）14。

However, no single molecular criterion has been shown yet that distinguishes adult Betz cells from other layer 5 extratelencephalic projection neurons16.There is a large body of evidence to indicate that the local vasoactive intestinal polypeptide-positive (VIP+) inte.

然而，还没有单一的分子标准将成人Betz细胞与其他第5层端脑外投射神经元区分开来16。有大量证据表明局部血管活性肠多肽阳性（VIP+）内含物。

Data availability

数据可用性

All data generated or analysed during this study are included in this published article.

本研究期间生成或分析的所有数据均包含在本文中。

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Download referencesAcknowledgementsThe authors acknowledge the contributions of the Monash Micro Imaging platform for providing training and support for confocal imaging and the Monash Histology platform for slide scanning services.FundingFunding was provided by the National Health and Medical Research Council to Marcello G.

下载参考文献致谢作者感谢莫纳什显微成像平台为共聚焦成像提供培训和支持以及莫纳什组织学平台为幻灯片扫描服务所做的贡献。资助资金由国家卫生与医学研究委员会提供给Marcello G。

P. Rosa (APP1194206) and Nafiseh Atapour (APP2019011).Author informationAuthor notesThese authors jointly supervised this work: Marcello G. P. Rosa and Nafiseh Atapour.Authors and AffiliationsDepartment of Physiology and Neuroscience Program, Biomedicine Discovery Institute, Monash University, Clayton, Melbourne, VIC, 3800, AustraliaSadaf Teymornejad, Katrina H.

P、 Rosa（APP1194206）和Nafiseh Atapour（APP2019011）。作者信息作者注意到这些作者共同监督了这项工作：Marcello G.P.Rosa和Nafiseh Atapour。作者和附属机构莫纳什大学生物医学发现研究所生理学和神经科学计划系，维多利亚州墨尔本克莱顿，3800年，卡特里娜·H·AustraliaSadaf Teymornejad。

Worthy, Marcello G. P. Rosa & Nafiseh AtapourAuthorsSadaf TeymornejadView author publicationsYou can also search for this author in.

值得一提的是，Marcello G.P.Rosa和Nafiseh Atapourautorssadaf TeymornejadView作者出版物您也可以在中搜索这位作者。

PubMed Google ScholarKatrina H. WorthyView author publicationsYou can also search for this author in

PubMed Google ScholarKatrina H.WorthyView作者出版物您也可以在

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PubMed Google ScholarNafiseh AtapourView author publicationsYou can also search for this author in

PubMed Google ScholarNafiseh AtapourView作者出版物您也可以在

PubMed Google ScholarContributionsN.A. and M.G.P.R. designed the experiments. S.T., K.H.W. and N.A. performed the experiments. N.A. and S.T. analysed the data and N.A., M.G.P.R. and S.T. wrote the manuscript. All listed authors have approved the final manuscript before submission.Corresponding authorCorrespondence to.

PubMed谷歌学术贡献。A、 M.G.P.R.设计了实验。S、 T.，K.H.W.和N.A.进行了实验。N、 A.和S.T.分析了数据，N.A.，M.G.P.R.和S.T.撰写了手稿。所有列出的作者在提交前都批准了最终稿件。对应作者对应。

Nafiseh Atapour.Ethics declarations

Nafiseh Atapour。道德宣言

Competing interests

The authors declare no competing interests.

作者声明没有利益冲突。

Ethics approval

道德认可

The experiments were conducted in accordance with the Australian Code of Practice for the Care and Use of Animals for Scientific Purposes. All procedures were overseen by the Animal Ethics Experimentation Committee at Monash University.

实验是根据澳大利亚科学目的动物护理和使用实践守则进行的。所有程序均由莫纳什大学动物伦理实验委员会监督。

Consent to participate

同意参加

All listed authors agreed to participate in this study.

所有列出的作者都同意参加这项研究。

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Reprints and permissionsAbout this articleCite this articleTeymornejad, S., Worthy, K.H., Rosa, M.G.P. et al. Giant pyramidal neurons of the primary motor cortex express vasoactive intestinal polypeptide (VIP), a known marker of cortical interneurons.

转载和许可本文引用本文Teymornejad，S.，Worthy，K.H.，Rosa，M.G.P.等人。初级运动皮层的巨大锥体神经元表达血管活性肠多肽（VIP），这是一种已知的皮层中间神经元标记。

Sci Rep 14, 21174 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-71637-3Download citationReceived: 07 February 2024Accepted: 29 August 2024Published: 11 September 2024DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-71637-3Share this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard.

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KeywordsVasoactive intestinal polypeptideLayer 5 pyramidal cellsBetz cellsPrimary motor cortexInhibitory neuronsMarmoset

关键词活性肠多肽层5锥体细胞betz细胞主要运动皮层抑制性神经元

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