In the central nervous system, neuronal processing relies on the precisely orchestrated formation of synapses during development. The first synapse of the visual system is a triad synapse, comprising photoreceptors, horizontal cells and bipolar cells. During the second postnatal week, the axon terminal processes of horizontal cells invaginate rod spherules, followed by rod bipolar cell dendrites. Both elements finally oppose the synaptic ribbon (the release site of glutamate). However, it has not been fully elucidated whether horizontal cells are essential for rod bipolar cell dendrites to find their way into the rod terminal. In the present study, we investigated this question by specifically ablating horizontal cells from the early postnatal mouse retina. We monitored the formation of the rod-to-rod bipolar cell synapse during retinal maturation until postnatal day 21. Based on quantitative electron microscopy, we found that without horizontal cells, the dendrites of rod bipolar cells never entered rod terminals. Furthermore, rods displayed significantly fewer and shorter presynaptic ribbons, suggesting that glutamate release is decreased, which coincided with significantly reduced expression of postsynaptic proteins (mGluR6, GPR179) in rod bipolar cells. Collectively, our findings uncover that horizontal cells are indeed necessary guideposts for rod bipolar cells. Whether horizontal cells release diffusible guidance cues or provide structural guidance by expressing specific cell adhesion molecules remains to be seen.

中文翻译：

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杆状双极细胞需要水平细胞才能嵌入杆状感光细胞的末端。

在中枢神经系统中，神经元加工依赖于发育过程中突触的精确编排形成。视觉系统的第一个突触是三联突触，包括感光器，水平细胞和双极细胞。在产后第二周，水平细胞的轴突终末过程使杆状小球内陷，随后是杆状双极细胞树突。这两个元素最终都与突触带（谷氨酸的释放位点）相对。然而，尚未完全阐明水平细胞对于杆状双极细胞树突进入杆状末端的方式是否必不可少。在本研究中，我们通过特异性切除出生后早期小鼠视网膜的水平细胞来研究这个问题。我们监测了视网膜成熟直至出生后第21天的杆对杆双极细胞突触的形成。基于定量电子显微镜，我们发现在没有水平细胞的情况下，杆双极细胞的树突从未进入杆末端。此外，杆显示出明显更少和较短的突触前带，表明谷氨酸释放减少，这与杆双极细胞中突触后蛋白（mGluR6，GPR179）的表达显着降低相符。总的来说，我们的发现揭示了水平细胞确实是杆状双极细胞的必要指南。水平细胞是否会释放可扩散的引导线索或通过表达特定的细胞粘附分子来提供结构引导仍有待观察。我们发现，如果没有水平细胞，则双极杆细胞的树突永远不会进入杆末端。此外，杆显示出明显较少和较短的突触前带，表明谷氨酸释放减少，这与杆双极细胞中突触后蛋白（mGluR6，GPR179）的表达显着降低相符。总的来说，我们的发现揭示了水平细胞确实是杆状双极细胞的必要指南。水平细胞是否会释放可扩散的引导线索或通过表达特定的细胞粘附分子来提供结构引导仍有待观察。我们发现，如果没有水平细胞，则双极杆细胞的树突永远不会进入杆末端。此外，杆显示出明显更少和较短的突触前带，表明谷氨酸释放减少，这与杆双极细胞中突触后蛋白（mGluR6，GPR179）的表达显着降低相符。总的来说，我们的发现揭示了水平细胞确实是杆状双极细胞的必要指南。水平细胞是否会释放可扩散的引导线索或通过表达特定的细胞粘附分子来提供结构引导仍有待观察。这与杆状双极细胞中突触后蛋白（mGluR6，GPR179）的表达显着降低相吻合。总的来说，我们的发现揭示了水平细胞确实是杆状双极细胞的必要指南。水平细胞是否会释放可扩散的引导线索或通过表达特定的细胞粘附分子来提供结构引导仍有待观察。这与杆状双极细胞中突触后蛋白（mGluR6，GPR179）的表达显着降低相吻合。总的来说，我们的发现揭示了水平细胞确实是杆状双极细胞的必要指南。水平细胞释放可扩散的指导线索还是通过表达特定的细胞粘附分子来提供结构指导仍有待观察。