G-protein-coupled-estrogen-receptor 1 (GPER1) is a membrane-bound receptor that mediates estrogen signaling via intracellular signaling cascades. We recently showed that GPER1 promotes the distal dendritic enrichment of hyperpolarization activated and cyclic nucleotide-gated (HCN)1 channels in CA1 stratum lacunosum-moleculare (SLM), suggesting a role of GPER1-mediated signaling in neuronal plasticity. Here we studied whether this role involves processes of structural plasticity, such as the regulation of spine and synapse density in SLM. In organotypic entorhino-hippocampal cultures from mice expressing eGFP, we analyzed spine densities in SLM after treatment with GPER1 agonist G1 (20 nM). G1 significantly increased the density of “non-stubby” spines (maturing spines with a spine head and a neck), but did so only in cultures from female mice. In support of this finding, the expression of synaptic proteins was sex-specifically altered in the cultures: G1 increased the protein (but not mRNA) expression of PSD95 and reduced the p-/n-cofilin ratio only in cultures from females. Application of E2 (2 nM) reproduced the sex-specific effect on spine density in SLM, but only partially on the expression of synaptic proteins. Spine synapse density was, however, not altered after G1-treatment, suggesting that the increased spine density did not translate into an increased spine synapse density in the culture model. Taken together, our results support a role of GPER1 in mediating structural plasticity in CA1 SLM, but suggest that in developing hippocampus, this role is sex-specific.

G 蛋白偶联雌激素受体 1 (GPER1) 是一种膜结合受体，通过细胞内信号级联介导雌激素信号传导。我们最近发现 GPER1 促进 CA1 层隙分子 (SLM) 中超极化激活和环核苷酸门控 (HCN)1 通道的远端树突富集，表明 GPER1 介导的信号传导在神经元可塑性中的作用。在这里，我们研究了这种作用是否涉及结构可塑性过程，例如 SLM 中脊柱和突触密度的调节。在来自表达 eGFP 的小鼠的器官型内犀牛海马培养物中，我们分析了用 GPER1 激动剂 G1 (20 nM) 处理后 SLM 中的脊柱密度。G1 显着增加了“非粗短”刺（具有刺头和颈的成熟刺）的密度，但仅在雌性小鼠的培养物中这样做。为了支持这一发现，突触蛋白的表达在培养物中发生了性别特异性改变：G1 仅在来自女性的培养物中增加了 PSD95 的蛋白质（但不是 mRNA）表达并降低了 p-/n-cofilin 比率。E2 (2 nM) 的应用再现了 SLM 中对脊柱密度的性别特异性影响，但仅部分影响了突触蛋白的表达。然而，G1 治疗后脊柱突触密度没有改变，这表明在培养模型中增加的脊柱密度并没有转化为增加的脊柱突触密度。总之，我们的结果支持 GPER1 在介导 CA1 SLM 结构可塑性中的作用，但表明在发育海马体中，这个作用是性别特异性的。G1 增加了 PSD95 的蛋白质（但不是 mRNA）表达，并且仅在来自女性的培养物中降低了 p-/n-cofilin 比率。E2 (2 nM) 的应用再现了 SLM 中对脊柱密度的性别特异性影响，但仅部分影响了突触蛋白的表达。然而，G1 治疗后脊柱突触密度没有改变，这表明在培养模型中增加的脊柱密度并没有转化为增加的脊柱突触密度。总之，我们的结果支持 GPER1 在介导 CA1 SLM 结构可塑性中的作用，但表明在发育海马体中，这个作用是性别特异性的。G1 增加了 PSD95 的蛋白质（但不是 mRNA）表达，并且仅在来自女性的培养物中降低了 p-/n-cofilin 比率。E2 (2 nM) 的应用再现了 SLM 中对脊柱密度的性别特异性影响，但仅部分影响了突触蛋白的表达。然而，G1 治疗后脊柱突触密度没有改变，这表明在培养模型中增加的脊柱密度并没有转化为增加的脊柱突触密度。总之，我们的结果支持 GPER1 在介导 CA1 SLM 结构可塑性中的作用，但表明在发育海马体中，这个作用是性别特异性的。但仅部分与突触蛋白的表达有关。然而，G1 治疗后脊柱突触密度没有改变，这表明在培养模型中增加的脊柱密度并没有转化为增加的脊柱突触密度。总之，我们的结果支持 GPER1 在介导 CA1 SLM 结构可塑性中的作用，但表明在发育海马体中，这个作用是性别特异性的。但仅部分与突触蛋白的表达有关。然而，G1 治疗后脊柱突触密度没有改变，这表明在培养模型中增加的脊柱密度并没有转化为增加的脊柱突触密度。总之，我们的结果支持 GPER1 在介导 CA1 SLM 结构可塑性中的作用，但表明在发育海马体中，这个作用是性别特异性的。