Synaptic vesicle cycling is not impaired in a glutamatergic and a cholinergic synapse that exhibit deficits in acidification and filling

ABSTRACT

The purpose of the present work was to investigate synaptic vesicle trafficking when vesicles exhibit alterations in filling and acidification in two different synapses a cholinergic frog neuromuscular junction and a glutamatergic ribbon-type nerve terminal in the retina. These synapses display remarkable structural and functional differences, and the mechanisms regulating synaptic vesicle cycling might also differ between them. The lipophilic styryl dye FM1-43 was used to monitor vesicle trafficking. Both preparations were exposed to pharmacological agents that collapse ΔpH (NH4Cl and methylamine) or the whole ΔµH+ (bafilomycin), a necessary situation to provide the driving force for neurotransmitter accumulation into synaptic vesicles. The results showed that FM1-43 loading and unloading in neuromuscular junctions did not differ statistically between control and experimental conditions (P > 0.05). Also, FM1-43 labeling in bipolar cell terminals proved highly similar under all conditions tested. Despite remarkable differences in both experimental models, the present findings show that acidification and filling are not required for normal vesicle trafficking in either synapse.

RESUMO

O objetivo do presente trabalho foi investigar o tráfego de vesículas sinápticas quando estas apresentam alterações no armazenamento de neurotransmissores e acidificação em duas distintas sinapses a junção neuromuscular colinérgica de rãs versus o terminal nervoso glutamatérgico do tipo ribbon em céulas bipolares da retina. Essas sinapses exibem notáveis diferenças estruturais e funcionais e os mecanismos de regulação de ciclo das vesículas sinápticas podem ser diferentes entre eles. Para monitorar o tráfego de vesícula, foi utilizado o marcador lipofílico FM1-43. Ambas as preparações foram expostas a agentes farmacológicos que provocam o colapso de ΔpH (NH4Cl e metilamina) ou de todo ΔµH+ (bafilomicina), gradientes necessários para o acúmulo de neurotransmissores em vesículas sinápticas. Nossos resultados demonstram que a marcação e desmarcação de FM1-43 nas junções neuromusculares não foi estatisticamente diferente entre as diversas condições experimentais (P > 0,05). Além disso, a marcação de FM1-43 em terminais sinápticos de células bipolares foram bastante semelhantes em todas as condições testadas. Apesar das diferenças marcantes em ambos os modelos experimentais, nossos achados demonstram que a acidificação e o preenchimento de vesículas sinápticas não são necessários para o tráfico normal da vesícula nas sinapses estudadas.