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Developmental Impairments of Synaptic Refinement in the Thalamus of a Mouse Model of Fragile X Syndrome

Neuroscience Bulletin 2024年第4期40卷 439-450页

作者： Xiaotong Wu Yali Liu Xiaomeng Wang Lu Zheng Libiao Pan Hao Wang Department of Neurosurgery of Second Affiliated Hospital and School of Brain Science and Brain Medicine Key Laboratory for Biomedical Engineering of Education MinistryZhejiang University School of MedicineHangzhou310058China Nanhu Brain-computer Interface Institute Hangzhou311100China NHC and CAMS Key Laboratory of Medical Neurobiology MOE Frontier Science Center for Brain Research and Brain Machine IntegrationKey Laboratory of Precise Treatment and Clinical Translational Research of Neurological DiseasesSchool of Brain Science and Brain MedicineZhejiang UniversityHangzhou310058China Lingang Laboratory Shanghai200031China

While somatosensory over-reactivity is a common feature of autism spectrum disorders such as fragile X syndrome(FXS),the thalamic mechanisms underlying this remain unclear.Here,we found that the developmental elimination of synapses formed between the principal nucleus of V(PrV)and the ventral posterior medial nucleus(VPm)of the somatosensory system was delayed in fragile X mental retardation 1 gene knockout(Fmr1 KO)mice,while the developmental strengthening of these synapses was disrupted.Immunohistochemistry showed excessive VGluT2 puncta in mutants at P12–13,but not at P7–8 or P15–16,confirming a delay in somatic pruning of PrV-VPm synapses.Impaired synaptic function was associated with a reduction in the frequency of quantal AMPA events,as well as developmental deficits in presynaptic vesicle size and density.Our results uncovered the developmental impairment of thalamic relay synapses in Fmr1 KO mice and suggest that a thalamic contribution to the somatosensory over-reactivity in FXS should be considered.

关键词： Fragile X syndrome Synaptic refinement VPm sensory over-reactivity

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