Neuropeptide Y structure is modulated by aluminium in the hypothalamus

Aluminium is an element suspected to contribute to the pathogenesis of Alzheimer's disease, but its mechanism of action is not clear. Neuropeptide Y (NPY) plays a significant role in feeding behaviour. Our spectroscopic, ELISA, and western blot studies indicate that aluminium interacts with neuropeptide Y and alters significantly the a-helical content. We found that aluminium reduced levels of NPY in the hypothalamus of aged rabbits. NPY polyclonal antibody interaction was found to depend upon the alpha-helical content of NPY. These results clearly show that aluminium alters NPY structure and this could explain the abnormality in feeding behaviour seen in patients with Alzheimer's disease.

GABAergic and Cortical and Subcortical Glutamatergic Axon Terminals Contain CB1 Cannabinoid Receptors in the Ventromedial Nucleus of the Hypothalamus

Background: Type-1 cannabinoid receptors (CB1R) are enriched in the hypothalamus, particularly in the ventromedial hypothalamic nucleus (VMH) that participates in homeostatic and behavioral functions including food intake. Although CB1R activation modulates excitatory and inhibitory synaptic transmission in the brain, CB1R contribution to the molecular architecture of the excitatory and inhibitory synaptic terminals in the VMH is not known. Therefore, the aim of this study was to investigate the precise subcellular distribution of CB1R in the VMH to better understand the modulation exerted by the endocannabinoid system on the complex brain circuitries converging into this nucleus. Methodology/Principal Findings: Light and electron microscopy techniques were used to analyze CB1R distribution in the VMH of CB1R-WT, CB1R-KO and conditional mutant mice bearing a selective deletion of CB1R in cortical glutamatergic (Glu-CB1R-KO) or GABAergic neurons (GABA-CB1R-KO). At light microscopy, CB1R immunolabeling was observed in the VMH of CB1R-WT and Glu-CB1R-KO animals, being remarkably reduced in GABA-CB1R-KO mice. In the electron microscope, CB1R appeared in membranes of both glutamatergic and GABAergic terminals/preterminals. There was no significant difference in the percentage of CB1R immunopositive profiles and CB1R density in terminals making asymmetric or symmetric synapses in CB1R-WT mice. Furthermore, the proportion of CB1R immunopositive terminals/preterminals in CB1R-WT and Glu-CB1R-KO mice was reduced in GABA-CB1R-KO mutants. CB1R density was similar in all animal conditions. Finally, the percentage of CB1R labeled boutons making asymmetric synapses slightly decreased in Glu-CB1R-KO mutants relative to CB1R-WT mice, indicating that CB1R was distributed in cortical and subcortical excitatory synaptic terminals. Conclusions/Significance: Our anatomical results support the idea that the VMH is a relevant hub candidate in the endocannabinoid-mediated modulation of the excitatory and inhibitory neurotransmission of cortical and subcortical pathways regulating essential hypothalamic functions for the individual's survival such as the feeding behavior.

Prevalence of ectoparasites in farmed Pangasius hypothalamus

Of the total 240 Pangasius hypothalamus (5 - 8.7cm) fry examined during September' O1 to February'02, 80 (33.33%) were found to be infested with one or more ecroparasites irrespective of genera or groups. Seven parasitic groups were identified with the highest average prevalence of Trichodinids (55%) followed by Dacrylogyrus spp. ( 42%), Episrylis spp. (8%), Apiosoma spp. (7%) Argulus spp. (5%), Gyrodacrylus spp. (4%) and Piscicola spp. (2%) the lowest prevalent group irrespective of months. Trichodinid and Dacrylogyms spp. were recorded to be the dominating parasitic groups among the seven both in terms of monthly prevalence and severity of infestation throughout the period of investigation. The highest prevalence (60%) of ectoparasite was recorded in December and the lowest (10%) in February irrespective of groups.

Waterborne exposure to PFOS causes disruption of the hypothalamus-pituitary-thyroid axis in zebrafish larvae

Thyroid hormones (THs) play an important role in the normal development and physiological functions in fish. Environmental chemicals may adversely affect thyroid function by disturbing gene transcription. Perfluorooctane sulfonate (PFOS), a persistent compound, is widely distributed in the aquatic environment and wildlife. In the present study, we investigated whether PFOS could disrupt the hypothalamic-pituitary-thyroid (HPT) axis. Zebrafish embryos were exposed to various concentrations of PFOS (0, 100, 200 and 400 mu g L-1) and gene expression patterns were examined 15 d post-fertilization. The expression of several genes in the HIPT system, i.e., corticotropin-releasing factor (CRF), thyroid-stimulating hormone (TSH), sodium/iodide symporter (NIS), thyroglobulin (TG), thyroid peroxidase (TPO), transthyretin (TTR), ioclothyronine deiodinases (Dio1 and Dio2) and thyroid receptor (TR alpha and TR beta), was quantitatively measured using real-time PCR. The gene expression levels of CRF and TSH were significantly up-regulated and down-regulated, respectively, upon exposure to 200 and 400 mu g L-1 PFOS. A significant increase in NIS and Diol gene expression was observed at 200 mu g L-1 PFOS exposure, while TG gene expression was down-regulated at 200 and 400 mu g L-1 PFOS exposure. TTR gene expression was down-regulated in a concentration-dependent manner. Up-regulation and down-regulation of TR alpha and TR beta gene expression, respectively, was observed upon exposure to PFOS. The whole body thyroxine (T-4) content remained unchanged, whereas triiodothyronine (T-3) levels were significantly increased, which could directly reflect disrupted thyroid hormone status after PFOS exposure. The overall results indicated that PFOS exposure could alter gene expression in the HPT axis and that mechanisms of disruption of thyroid status by PFOS could occur at several steps in the synthesis, regulation, and action of thyroid hormones. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Identification and characterization of a MBP isoform specific to hypothalamus in orange-spotted grouper (Epinephelus coioides)

Myelin basic protein (MBP), as a major component of the myelin sheath, has been revealed to play an important role informing and maintaining myelin structure in vertebrate nervous system. In teleost, hypothalamus is an instinctive brain center and plays significant roles in many physiological functions, such as energy metabolism, growth, reproduction, and stress response. In comparison with other MBP identified in vertebrates, a smallest MBP is cloned and identified from the orange-spotted grouper hypothalamic cDNA plasmid library in this study. RT-PCR analysis and Western blot detection indicate that the EcMBP is specific to hypothalamus, and expresses mainly in the tuberal hypothalamus in adult grouper. Immunofluorescence localization suggests that EcMBP should be expressed by oligodendrocytes, and the expressing cells should be concentrated in hypothalamus and the area surrounding hypothalamus, such as NPOpc, VC, DP, NLTm, and NDLI The studies on EcMBP expression pattern and developmental behaviour in the brains of grouper embryos and larvae reveal that the EcMBP-expressing cells are only limited in a defined set of cells on the border of hypothalamus, and suggest that the EcMBP-expressing cells might be a subpopulation of oliaodendrocyte progenitor cells. This study not only identifies a smallest MBP isoform specific to hypothalamus that can be used as a molecular marker of oligodendrocytes in fish, but also provides new insights for MBP evolution and cellular distribution. (C) 2007 Elsevier B.V.. All rights reserved.

EST-based identification of genes expressed in the hypothalamus of male orange-spotted grouper (Epinephelus coioides)

The orange-spotted grouper, Epinephelus coioides, is an important marine aquaculture fish, but its large-scale aquaculture has been hindered by the rarity of natural males because it is a protogynous hermaphroditic fish. Hypothalamus-pituitary-gonad is an important endocrine axis in regulating reproduction and sex differentiation. To reveal the molecular mechanism of hypothalamic physiological functions, we performed he studies on identification of genes expressed in the hypothalamus of male orange-spotted grouper using EST and RT-PCR strategy. A total of 1006 ESTs were sequenced, and 402 (39.96%) clones were identified as known genes and 604 (60.04%) as unknown genes. The 402 clones of known gene products represent transcripts of 18 1 genes. Moreover, the expression patterns of 26 unknown genes were analyzed in various tissues, such as liver, kidney, spleen, fat, heart, muscle, pituitary, hypothalamus, telencephalon, cerebellum, midbrain, medulla oblongata, ovary and testes. Five different categories of expression patterns were observed from them. Several unknown ESTs, such as DN551996, DN551998, DN552082, and DN552070, were detected to be hypothalamus-specific, brains-specific, or hypothalamus and gonad-specific genes. Interestingly, DN551996, not only exhibiting expression differences between ovary and testis, but also showing sex-dependent differences in hypothalamus of grouper, might play significant role in grouper reproduction or sex inversion. Further functional studies on these genes will provide more information on molecule regulation mechanism of sex inversion in groupers. (c) 2006 Elsevier B.V All fights reserved.

Waterborne exposure to PFOS causes disruption of the hypothalamus-pituitary-thyroid axis in zebrafish larvae

Thyroid hormones (THs) play an important role in the normal development and physiological functions in fish. Environmental chemicals may adversely affect thyroid function by disturbing gene transcription. Perfluorooctane sulfonate (PFOS), a persistent compound, is widely distributed in the aquatic environment and wildlife. In the present study, we investigated whether PFOS could disrupt the hypothalamic– pituitary–thyroid (HPT) axis. Zebrafish embryos were exposed to various concentrations of PFOS (0, 100, 200 and 400 lg L 1) and gene expression patterns were examined 15 d post-fertilization. The expression of several genes in the HPT system, i.e., corticotropin-releasing factor (CRF), thyroid-stimulating hormone (TSH), sodium/iodide symporter (NIS), thyroglobulin (TG), thyroid peroxidase (TPO), transthyretin (TTR), iodothyronine deiodinases (Dio1 and Dio2) and thyroid receptor (TRa and TRb), was quantitatively measured using real-time PCR. The gene expression levels of CRF and TSH were significantly up-regulated and down-regulated, respectively, upon exposure to 200 and 400 lg L 1 PFOS. A significant increase in NIS and Dio1 gene expression was observed at 200 lg L 1 PFOS exposure, while TG gene expression was down-regulated at 200 and 400 lg L 1 PFOS exposure. TTR gene expression was down-regulated in a concentration-dependent manner. Up-regulation and down-regulation of TRa and TRb gene expression, respectively, was observed upon exposure to PFOS. The whole body thyroxine (T4) content remained unchanged, whereas triiodothyronine (T3) levels were significantly increased, which could directly reflect disrupted thyroid hormone status after PFOS exposure. The overall results indicated that PFOS exposure could alter gene expression in the HPT axis and that mechanisms of disruption of thyroid status by PFOS could occur at several steps in the synthesis, regulation, and action of thyroid hormones.

Glycemic State Regulates Brain-Derived Neurotrophic Factor Responsiveness of Neurons in the Paraventricular Nucleus of the Hypothalamus

Brain derived neurotrophic factor (BDNF) is a member of the family of neurotrophins and binds to the tropomyosin-related kinase B (TrkB) receptor. Like other neurotrophic factors, BDNF is involved in the development and differentiation of neurons. Recently, studies have suggested important roles for BDNF in the regulation of energy homeostasis. The paraventricular nucleus (PVN) is critical for normal energy balance contains high levels of both BDNF and TrkB mRNA. Studies have shown that microinjections of BDNF into the PVN increase energy expenditure, suggesting BDNF plays a role in energy homeostasis through direct actions in this hypothalamic nucleus. We used male Sprague-Dawley rats to perform whole-cell current-clamp experiments from PVN neurons in slice preparation. BDNF was bath applied at a concentration of 2nM and caused depolarizations in 54% of neurons (n = 25; mean change in membrane potential: 8.9 ± 1.2 mV), hyperpolarizations in 23% (n = 11; mean change in membrane potential: -6.7 ± 1.4 mV), while the remaining cells tested were unaffected. Previous studies showing effects of BDNF on γ-aminobutyric acid type A (GABAA) mediated neurotransmission in PVN led us to examine if these BDNF-mediated changes in membrane potential were maintained in the presence of tetrodotoxin (TTX) sodium channel blocker (N = 9; 56% depolarized, 22% hyperpolarized, 22% non-responders) and bicuculline (GABAA antagonist) (N = 12; 42% depolarized, 17% hyperpolarized, 41% non-responders), supporting the conclusion that these effects on membrane potential were postsynaptic. We also evaluated the effects of BDNF on these neurons across varying physiologically relevant extracellular glucose concentrations. At 10 mM 23% (n = 11; mean: -6.7 ± 1.4 mV) of PVN neurons hyperpolarized in response to BDNF treatment, whereas at 0.2 mM glucose, 71% showed hyperpolarizing effects (n = 12; mean: -6.3 ± 2.8 mV). Our findings reveal that BDNF has direct impacts on PVN neurons and that these neurons are capable of integrating multiple sources of metabolically relevant input. Our analysis regarding glucose concentrations and their effects on these neurons’ response to other metabolic signals emphasizes the importance of using physiologically relevant conditions for study of central pathways involved in the regulation of energy homeostasis.

Dissection du programme développemental du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus.

Une cascade de facteurs de transcription composée de SIM1, ARNT2, OTP, BRN2 et SIM2 est requise pour la différenciation des cinq types cellulaires qui peuplent le noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus, un régulateur critique de plusieurs processus physiologiques essentiels à la survie. De plus, l’haploinsuffisance de Sim1 est aussi une cause d’hyperphagie isolée chez la souris et chez l’homme. Nous désirons disséquer le programme développemental du PVN, via une approche intégrative, afin d’identifier de nouveaux gènes qui ont le potentiel de réguler l’homéostasie chez l’individu adulte. Premièrement, nous avons utilisé une approche incluant l’analyse du transcriptome du PVN à différents stades du développement de la souris pour identifier de tels gènes. Nous avons comparé les transcriptomes de l’hypothalamus antérieur chez des embryons de souris Sim1+/+ et Sim1-/- à E12.5 issus de la même portée. De cette manière, nous avons identifié 56 gènes agissant en aval de Sim1 dont 5 facteurs de transcription - Irx3, Sax1, Rxrg, Ror et Neurod6. Nous avons également proposé un modèle de développement à deux couches de l’hypothalamus antérieur. Selon ce modèle, les gènes qui occupent un domaine médial dans la zone du manteau caractérisent des cellules qui peupleront le PVN alors que les gènes qui ont une expression latérale identifient des cellules qui donneront plus tard naissance aux structures ventrolatérales de l’hypothalamus. Nous avons aussi démontré que Sim1 est impliqué à la fois dans la différenciation, la migration et la prolifération des neurones qui peuplent le PVN tout comme Otp. Nous avons également isolé par microdissection au laser le PVN et l’hypothalamus médiobasal chez des souris de type sauvage à E14.5 pour en comparer les transcriptomes. Ceci nous a permis d’identifier 34 facteurs de transcription spécifiques au PVN et 76 facteurs spécifiques à l’hypothalamus médiobasal. Ces gènes représentent des régulateurs potentiels du développement hypothalamique. Deuxièmement, nous avons identifié 3 blocs de séquences au sein de la région 5’ d’Otp qui sont conservés chez l’homme, la souris et le poisson. Nous avons construit un transgène qui est composé d’un fragment de 7 kb contenant ces blocs de séquences et d’un gène rapporteur. L’analyse de 4 lignées de souris a montré que ce transgène est uniquement exprimé dans le PVN en développement. Nous avons généré un deuxième transgène dans lequel le fragment de 7 kb est inséré en amont de l’ADNc de Brn2 ou Sim1 et de Gfp. Nous avons obtenu quatre lignées de souris dans lesquels le profil d’expression de Brn2 et de Gfp reproduit celui d’Otp. Nous étudierons le développement du PVN et la prise alimentaire chez ces souris. En parallèle, nous croisons ces lignées avec les souris déficientes en Sim1 pour déterminer si l’expression de Brn2 permet le développement des cellules du PVN en absence de Sim1. En résumé, nous avons généré le premier transgène qui est exprimé spécifiquement dans le PVN. Ce transgène constitue un outil critique pour la dissection du programme développemental de l’hypothalamus. Troisièmement, nous avons caractérisé le développement de l’hypothalamus antérieur chez l’embryon de poulet qui représente un modèle intéressant pour réaliser des études de perte et de gain de fonction au cours du développement de cette structure. Il faut souligner que le modèle de développement à deux couches de l’hypothalamus antérieur semble être conservé chez l’embryon de poulet où il est aussi possible de classer les gènes selon leur profil d’expression médio-latéral et le devenir des régions qu’ils définissent. Finalement, nous croyons que cette approche intégrative nous permettra d’identifier et de caractériser des régulateurs du développement du PVN qui pourront potentiellement être associés à des pathologies chez l’adulte telles que l’obésité ou l’hypertension.

Impact de l'haploinsuffisance du gène Sim1 sur le développement et la fonction du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus

L’obésité provient d’un déséquilibre de l’homéostasie énergétique, c’est-à-dire une augmentation des apports caloriques et/ou une diminution des dépenses énergétiques. Plusieurs données, autant anatomiques que physiologiques, démontrent que l’hypothalamus est un régulateur critique de l’appétit et des dépenses énergétiques. En particulier, le noyau paraventriculaire (noyau PV) de l’hypothalamus intègre plusieurs signaux provenant du système nerveux central (SNC) et/ou de la périphérie, afin de contrôler l’homéostasie énergétique via des projections axonales sur les neurones pré-ganglionnaires du système autonome situé dans le troc cérébral et la moelle épinière. Plusieurs facteurs de transcription, impliqués dans le développement du noyau PV, ont été identifiés. Le facteur de transcription SIM1, qui est produit par virtuellement tous les neurones du noyau PV, est requis pour le développement du noyau PV. En effet, lors d’une étude antérieure, nous avons montré que le noyau PV ne se développe pas chez les souris homozygotes pour un allèle nul de Sim1. Ces souris meurent à la naissance, probablement à cause des anomalies du noyau PV. Par contre, les souris hétérozygotes survivent, mais développent une obésité précoce. De façon intéressante, le noyau PV des souris Sim1+/- est hypodéveloppé, contenant 24% moins de cellules. Ces données suggèrent fortement que ces anomalies du développement pourraient perturber le fonctionnement du noyau PV et contribuer au développement du phénotype d’obésité. Dans ce contexte, nous avons entrepris des travaux expérimentaux ayant pour but d’étudier l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur : 1) le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) l’homéostasie énergétique; et 3) les voies neuronales physiologiques contrôlant l’homéostasie énergétique chez les souris Sim1+/-. A cette fin, nous avons utilisé : 1) des injections stéréotaxiques combinées à des techniques d’immunohistochimie afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) le paradigme des apports caloriques pairés, afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur l’homéostasie énergétique; et 3) une approche pharmacologique, c’est-à-dire l’administration intra- cérébroventriculaire (i.c.v.) et/ou intra-péritonéale (i.p.) de peptides anorexigènes, la mélanotane II (MTII), la leptine et la cholécystokinine (CCK), afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur les voies neuronales contrôlant l’homéostasie énergétique. Dans un premier temps, nous avons constaté une diminution de 61% et de 65% de l’expression de l’ARN messager (ARNm) de l’ocytocine (Ot) et de l’arginine-vasopressine (Vp), respectivement, chez les embryons Sim1+/- de 18.5 jours (E18.5). De plus, le nombre de cellules produisant l’OT et la VP est apparu diminué de 84% et 41%, respectivement, chez les souris Sim1+/- adultes. L’analyse du marquage axonal rétrograde des efférences du noyau PV vers le tronc cérébral, en particulier ses projections sur le noyau tractus solitaire (NTS) aussi que le noyau dorsal moteur du nerf vague (X) (DMV), a permis de démontrer une diminution de 74% de ces efférences. Cependant, la composition moléculaire de ces projections neuronales reste inconnue. Nos résultats indiquent que l’haploinsuffisance de Sim1 : i) perturbe spécifiquement le développement des cellules produisant l’OT et la VP; et ii) abolit le développement d’une portion importante des projections du noyau PV sur le tronc cérébral, et notamment ses projections sur le NTS et le DMV. Ces observations soulèvent donc la possibilité que ces anomalies du développement du noyau PV contribuent au phénotype d’hyperphagie des souris Sim1+/-. En second lieu, nous avons observé que la croissance pondérale des souris Sim1+/- et des souris Sim1+/+ n’était pas significativement différente lorsque la quantité de calories présentée aux souris Sim1+/- était la même que celle consommée par les souris Sim1+/+. De plus, l’analyse qualitative et quantitative des tissus adipeux blancs et des tissus adipeux bruns n’a démontré aucune différence significative en ce qui a trait à la taille et à la masse de ces tissus chez les deux groupes. Finalement, au terme de ces expériences, les souris Sim1+/--pairées n’étaient pas différentes des souris Sim1+/+ en ce qui a trait à leur insulinémie et leur contenu en triglycérides du foie et des masses adipeuses, alors que tous ces paramètres étaient augmentés chez les souris Sim1+/- nourries ad libitum. Ces résultats laissent croire que l’hyperphagie, et non une diminution des dépenses énergétiques, est la cause principale de l’obésité des souris Sim1+/-. Par conséquent, ces résultats suggèrent que : i) l’haploinsuffisance de Sim1 est associée à une augmentation de l’apport calorique sans toutefois moduler les dépenses énergétiques; ii) l’existence d’au moins deux voies neuronales issues du noyau PV : l’une qui régule la prise alimentaire et l’autre la thermogénèse; et iii) l’haploinsuffisance de Sim1 affecte spécifiquement la voie neuronale qui régule la prise alimentaire. En dernier lieu, nous avons montré que l’injection de MTII, de leptine ainsi que de CCK induit une diminution significative de la consommation calorique des souris des deux génotypes, Sim1+/+ et Sim1+/-. De fait, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 37% et de 51%, respectivement, durant les 4 heures suivant l’administration i.p. de MTII comparativement à l’administration d’une solution saline. Lors de l’administration i.c.v. de la leptine, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 47% et de 32%, respectivement. Finalement, l’injection i.p. de CCK diminue la consommation calorique des souris Sim1+/- et Sim1+/+ de 52% et de 36%, respectivement. L’ensemble des résultats suggère ici que l’haploinsuffisance de Sim1 diminue l’activité de certaines voies neuronales régulant l’homéostasie énergétique, et particulièrement de celles qui contrôlent la prise alimentaire. En résumé, ces travaux ont montré que l’haploinsuffisance de Sim1 affecte plusieurs processus du développement au sein du noyau PV. Ces anomalies du développement peuvent conduire à des dysfonctions de certains processus physiologiques distincts régulés par le noyau PV, et notamment de la prise alimentaire, et contribuer ainsi au phénotype d’obésité. Les souris hétérozygotes pour le gène Sim1 représentent donc un modèle animal unique, où l’hyperphagie, et non les dépenses énergétiques, est la principale cause de l’obésité. En conséquence, ces souris pourraient représenter un modèle expérimental intéressant pour l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires en contrôle de la prise alimentaire.

Régulation transcriptionelle du développement de l'hypothalamus chez l'amphibien

Le noyau paraventriculaire (PVN) de l'hypothalamus régule une série de phénomènes physiologiques incluant l'équilibre énergétique et la pression artérielle. Nous avons identifié une cascade de facteurs de transcription qui contrôle le développement du PVN. SIM1 et OTP agissent en parallèle pour contrôler la différenciation d'au moins cinq types de neurones identifiables par la production d'OT, AVP, CRH, SS et TRH. Ces Facteurs de transcriptions contrôlent le développement des lignées CRH, AVP et OT en maintenant l'expression de Brn2 qui à son tour est nécessaire pour la différenciation terminale de ces neurones. L'analyse du transcriptome du PVN nous a permis d'identifier plusieurs gènes qui ont le potentiel de contrôler le développement du PVN. Nous voulons développer un paradigme de perte de fonction qui permettrait l'étude de ces gènes candidats sur une grande échelle. Le but de ce projet est de caractériser le PVN en développement de l'amphibien en vue de l'utilisation de ce modèle pour des études fonctionnelles. Nous avons cloné des fragments de cDNA de Sim1, OTP, Brn2, Sim2, CRH, Ot, AVP et TRH à partir de l'ARN total de Xenopus Laevis. Nous avons adapté notre technique d'hybridation in situ pour caractériser l'expression de ces gènes chez l'amphibien aux stades 33-39, 44, 51, 54, 60, et chez l'adulte. Résultats. Les Facteurs de transcription Sim1, OTP, et Brn2 commencent à être exprimés dans le PVN prospectif au stade 33. L'expression des marqueurs de différenciation terminale devient détectable entre les stades 37 et 39. De façon intéressante, le PVN occupe initialement un domaine de forme globulaire puis à partir du stade 44 s'allonge le long de l’axe dorso-ventral. Cet allongement se traduit par une organisation en colonnes des cellules du PVN que nous n'avons pas observée chez les rongeurs. Le développement du PVN est conservé chez l'amphibien dans la mesure où la relation entre l'expression des facteurs de transcription et des marqueurs de différenciation terminale est conservée. Il existe par ailleurs des différences entre la topographie des PVN des mammifères et de l'amphibien. L'organisation en colonnes de cellules pourrait correspondre à des mouvements de migration tangentielle. Nous sommes maintenant en mesure de tester la fonction des facteurs de transcription dans le PVN par l'approche d'invalidation par morpholinos.

Decreased [ 3 H] YM-09151-2 binding to dopamine D2 receptors in the hypothalamus, brainstem and pancreatic islets of streptozotocin -induced diabetic rats

In the present study dopamine was measured in the hypothalamus, brainstem, pancreatic islets and plasma, using HPLC. Dopamine D2 receptor changes in the hypothalamus, brainstem and pancreatic islets were studied using [3H] YM-09151-2 in streptozotocin-induced diabetic and insulintreated diabetic rats. There was a significant decrease in dopatnine content in the hypothalamus (P<0.001), brainstem (P<0.001), pancreatic islets (P<0.001) and plasma (P<0.00I) in diabetic rats when compared to control. Scatchard analysis of [3H] YM-09151-2 in the hypothalamus of diabetic rats showed a significant decrease in Bax (P<0.001) and Kd, showing an increased affinity of D2 receptors when compared to control. Insulin treatment did not completely reverse the changes that occurred during diabetes. There was a significant decrease in B,nax (P<0.01) with decreased affinity in the brainstem of diabetic rats. The islet membrane preparation of diabetic rats showed a significant decrease (P<0.001) in the binding of [3H] YM-09 151-2 with decreased Kd (P<0.001) compared to control. The increase in affinity of D2 receptors in hypothalamus and pancreatic islets and the decreased affinity in brainstem were confirmed by competition analysis. Thus our results suggest that the decreased dopamine D, receptor function in the hypothalamus, brainstem and pancreas affects insulin secretion in diabetic rats, which has immense clinical relevance to the management of diabetes.

Enhanced dopamine D2 receptor function in hypothalamus and corpus striatum: their role in liver, plasma and in vitro hepatocyte ALDH regulation in ethahol treated rats

Dopamine D2 receptors are involved in ethanol self- administration behavior and also suggested to mediate the onset and offset of ethanol drinking. In the present study, we investigated dopamine (DA) content and Dopamine D2 (DA D2) receptors in the hypothalamus and corpus striatum of ethanol treated rats and aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity in the liver and plasma of ethanol treated rats and in vitro hepatocyte cultures. Hypothalamic and corpus striatal DA content decreased significantly (P\0.05, P\0.001 respectively) and homovanillic acid/ dopamine (HVA/DA) ratio increased significantly (P\0.001) in ethanol treated rats when compared to control. Scatchard analysis of [3H] YM-09151-2 binding to DA D2 receptors in hypothalamus showed a significant increase (P\0.001) in Bmax without any change in Kd in ethanol treated rats compared to control. The Kd of DA D2 receptors significantly decreased (P\0.05) in the corpus striatum of ethanol treated rats when compared to control. DA D2 receptor affinity in the hypothalamus and corpus striatum of control and ethanol treated rats fitted to a single site model with unity as Hill slope value. The in vitro studies on hepatocyte cultures showed that 10-5 M and 10-7 M DA can reverse the increased ALDH activity in 10% ethanol treated cells to near control level. Sulpiride, an antagonist of DA D2, reversed the effect of dopamine on 10% ethanol induced ALDH activity in hepatocytes. Our results showed a decreased dopamine concentration with enhanced DA D2 receptors in the hypothalamus and corpus striatum of ethanol treated rats. Also, increased ALDH was observed in the plasma and liver of ethanol treated rats and in vitro hepatocyte cultures with 10% ethanol as a compensatory mechanism for increased aldehyde production due to increased dopamine metabolism. A decrease in dopamine concentration in major brain regions is coupled with an increase in ALDH activity in liver and plasma, which contributes to the tendency for alcoholism. Since the administration of 10-5 M and 10-7 M DA can reverse the increased ALDH activity in ethanol treated cells to near control level, this has therapeutic application to correct ethanol addicts from addiction due to allergic reaction observed in aldehyde accumulation.