Effect of pharmacological inhibition of protein phosphatase Shp2 on hippocampal plasticity

Abstract

Protein phosphorylation is required for numerous biological processes. Especially, it participates in synaptic plasticity which is basis of learning and memory. Although it has been well known that protein tyrosine phosphatases are involved in mGluR-LTD, which specific phosphatases are critical for this type of synaptic plasticity is not clear yet. In this study, I discovered that protein tyrosine phosphatase Shp2 is critically involved in mGluR-LTD in mouse hippocampus by using extracellular field recording. Interestingly, Shp2 inhibitor did not block the NMDAR-LTD. Interestingly, Shp2 inhibitor blocked NMDAR-LTP in an induction protocol dependent manner: Inhibition of Shp2 did not block TBS-induced LTP, while it blocks HFS-induced LTP. In all, my data demonstrate that Shp2 is a key molecule regulating mGluR-LTD and HFS-induced LTP in mouse hippocampus, albeit the detailed mechanism remains to be investigated.

단백질 인산화는 수많은 생물학적 과정에 필요하다. 특히, 단백질 인산화는 학습과 기억의 기반이 되는 시냅스 가소성에도 또한 관여한다. 티로신 탈인산화효소는 mGluR-LTD에 관여하는 후보로 잘 알려져 있다. 그러나, 그것에 관여하는 특정한 분자가 무엇인지는 아직까지 완전히 밝혀지지 않았다. 이 연구에서 세포 외 기록 및 Shp2 저해제를 사용함으로써 티로신 탈인산화효소 Shp2가 mGluR-LTD에 관여한다는 것을 밝혀냈다. 반면에, Shp2 저해제는 NMDAR-LTD를 억제할 수 없었다. 결론적으로 Shp2는 특히 mGluR-LTD에 필요하며 NMDAR-LTD, 기본적인 시냅스 전달 및 시냅스 전 기능에는 필요하지 않았다. Shp2는 단순히 mGluR-LTD만을 억제하지 않고 그것에 수반되는 변화인 PPR의 증가 또한 억제하였다. 종합적으로, Shp2 가 mGluR-LTD에 중요한 분자라는 사실을 확립하였다.