The dentate gyrus (DG) is the gateway of sensory information arriving from the perforant pathway (PP) to the hippocampus. The adequate integration of incoming information into the DG is paramount in the execution of hippocampal-dependent cognitive functions. An abnormal DG granule cell layer (GCL) widening due to granule cell dispersion has been reported under hyperexcitation conditions in animal models as well as in patients with mesial temporal lobe epilepsy, but also in patients with no apparent relation to epilepsy. Strikingly, it is unclear whether the presence and severity of GCL widening along time affect synaptic processing arising from the PP and alter the performance in hippocampal-mediated behaviors. To evaluate the above, we injected excitotoxic kainic acid (KA) unilaterally into the DG of mice and analyzed the evolution of GCL widening at 10 and 30 days post injection (dpi), while analyzing if KA-induced GCL widening affected in vivo long-term potentiation (LTP) in the PP-DG pathway, as well as the performance in learning and memory through contextual fear conditioning. Our results show that at 10 dpi, when a subtle GCL widening was observed, LTP induction, as well as contextual fear memory, were impaired. However, at 30 dpi when a pronounced increase in GCL widening was found, LTP induction and contextual fear memory were already reestablished. These results highlight the plastic potential of the DG to recover some of its functions despite a major structural alteration such as abnormal GCL widening.

中文翻译：

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随着体内 LTP 恢复和情境恐惧记忆恢复，兴奋性毒性导致齿状回颗粒细胞层增宽的时间进展

齿状回 (DG) 是感觉信息从穿孔通路 (PP) 到达海马体的门户。将传入信息充分整合到 DG 中对于海马依赖性认知功能的执行至关重要。据报道，在动物模型以及颞叶内侧癫痫患者以及与癫痫没有明显关系的患者中，在过度兴奋条件下，由于颗粒细胞分散导致的异常 DG 颗粒细胞层 (GCL) 变宽。引人注目的是，尚不清楚 GCL 的存在和严重程度是否会随着时间的推移而影响由 PP 产生的突触处理并改变海马介导的行为的表现。评价以上内容，我们将兴奋性红藻氨酸 (KA) 单侧注射到小鼠的 DG 中，并分析了注射后 10 天和 30 天 (dpi) 的 GCL 加宽的演变，同时分析了 KA 诱导的 GCL 加宽是否影响体内长期增强 (LTP)在 PP-DG 通路中，以及通过情境恐惧条件反射在学习和记忆方面的表现。我们的结果表明，在 10 dpi 时，当观察到细微的 GCL 加宽时，LTP 诱导以及上下文恐惧记忆受损。然而，在 30 dpi 时，当发现 GCL 扩大明显增加时，LTP 诱导和上下文恐惧记忆已经重新建立。这些结果突出了 DG 恢复其某些功能的可塑性潜力，尽管发生了重大的结构改变，例如异常 GCL 加宽。同时分析 KA 诱导的 GCL 扩大是否影响 PP-DG 通路中的体内长期增强 (LTP)，以及通过情境恐惧条件反射在学习和记忆中的表现。我们的结果表明，在 10 dpi 时，当观察到细微的 GCL 加宽时，LTP 诱导以及上下文恐惧记忆受损。然而，在 30 dpi 时，当发现 GCL 扩大明显增加时，LTP 诱导和上下文恐惧记忆已经重新建立。这些结果突出了 DG 恢复其某些功能的可塑性潜力，尽管发生了重大的结构改变，例如异常 GCL 加宽。同时分析 KA 诱导的 GCL 扩大是否影响 PP-DG 通路中的体内长期增强 (LTP)，以及通过情境恐惧条件反射在学习和记忆中的表现。我们的结果表明，在 10 dpi 时，当观察到细微的 GCL 加宽时，LTP 诱导以及上下文恐惧记忆受损。然而，在 30 dpi 时，当发现 GCL 扩大明显增加时，LTP 诱导和上下文恐惧记忆已经重新建立。这些结果突出了 DG 恢复其某些功能的可塑性潜力，尽管发生了重大的结构改变，例如异常 GCL 加宽。当观察到轻微的 GCL 加宽时，LTP 诱导以及情境恐惧记忆受损。然而，在 30 dpi 时，当发现 GCL 扩大明显增加时，LTP 诱导和上下文恐惧记忆已经重新建立。这些结果突出了 DG 恢复其某些功能的可塑性潜力，尽管发生了重大的结构改变，例如异常 GCL 加宽。当观察到轻微的 GCL 加宽时，LTP 诱导以及情境恐惧记忆受损。然而，在 30 dpi 时，当发现 GCL 扩大明显增加时，LTP 诱导和上下文恐惧记忆已经重新建立。这些结果突出了 DG 恢复其某些功能的可塑性潜力，尽管发生了重大的结构改变，例如异常 GCL 加宽。