1. Synaptic corelease of ATP and GABA in cultured spinal neurons Young-Hawan Jo and Rémy Schlichter Laboratoire de Neurophysiologie cellulaire et intégrée, UMR 7519 CNRS, Université Louis Pasteur, 21 rue Descartes, Strasbourg, France

2. Actual data Problem Introduction Methodology Results Discussion Sensory inputs Touch receptors (skin) Neuronal pathway Somatosensory cortex (SI)

3. Actual data Problem Introduction Methodology Results Discussion Roles : Transmission Modulation Peripheral nociceptive sensory messages

4. Actual data Problem Introduction Methodology Results Discussion Inputs A δ + C Glutamate + Subtance P (fast and slow) Local interneurons Glut ou GABA Electrical stimulation of Iaire afferent ATP release in superficial Dorsal Horn by local interneurons (Sawynok & Downie, 1993, Brain research)

5. Actual data Problem Introduction Methodology Results Discussion Expression mRNAs that coding for P2X2, P2X4, P2X6 subunits in Lamina I and II (Collo, 1996, J. Neuroscience)

6. Actual data Problem Introduction Methodology Results Discussion ATP may serve as a fast neurotransmitter between superficial dorsal horn neurons?

7. Introduction Methodology Results Discussion Cultured spinal dorsal horn neurons 10d Perforated patch-clamp IPSP or EPSP

8. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion AP-5 + CNQX + Bicuculine + Strychnine = BSCA Coreleased ATP-GABA P2X Rr GABA Rr Glutamate Rr Glycinergique Rr Pré Post Inward currents = EPSPs -60mV Interaction ATP-GABA

9. P2X Rr GABA Rr Glutamate Rr Glycinergique Rr Pré Post Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Suramine ou PPADS Coreleased ATP-GABA -60mV Interaction ATP-GABA Release of ATP acts on P2X Rr

10. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Differents threshold Coreleased ATP-GABA P2X Rr GABA Rr Glutamate Rr Glycinergique Rr Pré Post Reversal potential = 0 mV nonselective cation conductance Interaction ATP-GABA

11. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion EPSPs Ca 2+ Na + K+K+ Reversal potential = 0mV Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA

12. Pré Post Pré Post P2X Rr GABA Rr Glutamate Rr Glycinergique Rr Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Wash-out CNQX and AP-5 Wash-out bicuculine No EPSPs under BSCA Yes EPSPs under BSCA NoYes I = BSCA II = Whas-out bicuculine => ATP is coreleased with GABA EPSPcNo EPSPc Interaction ATP-GABA BSCA EPSP

13. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Pré Post Glutamate No ATP Pré Post Gaba ATP Interaction ATP-GABA

14. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Pré Post Gaba ATP P2X Rr GABA Rr If Em = Ex ions flux = 0 => 70 % of GABAergic synapse corelease ATP ECl = -90mV Ecations = 0 mV Interaction ATP-GABA

15. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA

16. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Pré Post Gaba Pré Post Gaba 70%30% Interaction ATP-GABA P2X Rr GABA Rr GABA ATP + spontaneous liberation of GABA and no ATP

17. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA Post P2X Rr GABA Rr Isoguvacine = Agonist GABAa ATP = non hydrolysable analog ATP Degradation of ATP (metabolite) inhibs IPSP cause by isoguvacine

18. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA Post Isoguvacine = Agonist GABAa DCPCPX = antagoniste of adenosine Rr Adenosine ATP P2X Rr GABA Rr Adenosine Rr ATP Adenosine Inhibs GABA IPSP

19. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA

20. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Synaptic transmission Results Discussion Coreleased ATP-GABA Interaction ATP-GABA Adenosine ATP Pré Post Gaba GABA 5 nucléotidase - Adenosine Rr P2X Rr GABA Rr

21. Introduction Méthodologie Modèle Données actuelles Résultats Discussion Résumé Introduction Methodology Results Discussion Result are in accord with the fact that P2X receptor mediated excitatory synaptic transmission in 50% of neurons in DH ATP is a prominent NT ATP is coreleased with GABA In vivo they dont find corealesed of ATP and GABA Important because it doesnt imply a circuitry to modulate response Can have implication in a hyperalgesia (repeated stimulation)

22. Thank you for your attention