Rôle des récepteurs aux protéines G (GPR55, GPR91 et GPR99) dans la croissance et le guidage axonal au cours du développement du système visuel.

Lors de l’attribution du prix Nobel de chimie aux docteurs Robert Leftkowitz et Brian Kobika pour leurs travaux essentiels sur les récepteurs couplés à des protéines G (RCPGs), Sven Lindin, membre du comité Nobel, a affirmé que « jusqu'à la moitié » des médicaments « reposent sur une action ciblant les RCPG ». En raison de leurs rôles importants, leurs mécanismes d'activation et l’action de leurs ligands, les RCPG demeurent les cibles potentielles de la majorité des recherches pour le développement de nouveaux médicaments et de leurs applications cliniques. Dans cette optique, nous avons concentré nos recherches à travers cette thèse pour élucider les rôles, les mécanismes d’action et les effets des ligands de trois RCPG : GPR55; GPR91 et GPR99 au cours du développement des axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs). Les résultats de nos études confirment l’expression des récepteurs lors du développement embryonnaire, postnatal et adulte des CGRs ainsi qu’au cours de l’établissement de la voie rétinothalamique. In vitro, la modulation pharmacologique et génétique de l’activité de ces RCPGs réorganise la morphologie du cône de croissance des CGRs, celle des neurones corticaux et elle modifie la croissance axonale globale. De plus, les effets de la stimulation avec des ligands des ces trois RCPGs sur le guidage axonal varient d’aucun effet (GPR91 et GPR99) à la répulsion ou l’attraction (GPR55). La voie de signalisation MAPK-ERK1/2 joue un rôle essentiel dans la médiation des effets des ligands de ces récepteurs avec une implication de la voie de RhoA à hautes concentrations pour l’agoniste endogène de GPR55. In vivo, cette recherche démontre également l’implication de GPR55 dans les processus de sélection des cibles thalamiques et de raffinement au cours du développement du système nerveux visuel.

Identification des gènes modifiant l’âge d’apparition du glaucome primaire à angle-ouvert dans une famille canadienne-française fondatrice.

Le glaucome est un groupe hétérogène de maladies qui sont caractérisées par l’apoptose des cellules ganglionnaires de la rétine et la dégénérescence progressive du nerf optique. Il s’agit de la première cause de cécité irréversible, qui touche environ 60 millions de personnes dans le monde. Sa forme la plus commune est le glaucome à angle ouvert (GAO), un trouble polygénique causé principalement par une prédisposition génétique, en interaction avec d’autres facteurs de risque tels que l’âge et la pression intraoculaire élevée (PIO). Le GAO est une maladie génétique complexe, bien que certaines formes sévères sont autosomiques dominantes. Dix-sept loci ont été liés à la maladie et acceptés par la « Human Genome Organisation » (HUGO) et cinq gènes ont été identifiés à ces loci (MYOC, OPTN, WDR36, NTF4, ASB10). Récemment, des études d’association sur l’ensemble du génome ont identifié plus de 20 facteurs de risque fréquents, avec des effets relativement faibles. Depuis plus de 50 ans, notre équipe étudie 749 membres de la grande famille canadienne-française CA où la mutation MYOCK423E cause une forme autosomale dominante de GAO dont l’âge de début est fortement variable. Premièrement, il a été montré que cette variabilité de l’âge de début de l’hypertension intraoculaire possède une importante composante génétique causée par au moins un gène modificateur. Ce modificateur interagit avec la mutation primaire et altère la sévérité du glaucome chez les porteurs de MYOCK423E. Un gène modificateur candidat WDR36 a été génotypé dans 2 grandes familles CA et BV. Les porteurs de variations non-synonymes de WDR36 ainsi que de MYOCK423E de la famille CA ont montré une tendance à développer la maladie plus jeune. Un outil de forage de données a été développé pour représenter des informations connues relatives à la maladie et faciliter la priorisation des gènes candidats. Cet outil a été appliqué avec succès à la dépression bipolaire et au glaucome. La suite du projet consiste à finaliser un balayage de génome sur la famille CA et à séquencer les loci afin d’identifier les variations modificatrices du glaucome. Éventuellement, ces variations permettront d’identifier les individus dont le glaucome risque d’être plus agressif.

OPA1-related disorders: Diversity of clinical expression, modes of inheritance and pathophysiology

International audience

Les récepteurs GPR91 et GPR99 et leur implication dans le développement du système nerveux visuel

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) démontrent de plus en plus de capacités à activer des mécanismes jusqu’alors associés à des facteurs de transcription ou des molécules d’adhésion. En effet, de nouvelles preuves rapportent qu’ils pourraient également participer au guidage axonal qui est le mécanisme permettant aux axones de cellules nerveuses de rejoindre leur cible anatomique. Le guidage axonal se fait par l’interaction entre les molécules de guidage et une structure particulière présente à l’extrémité de l’axone, le cône de croissance. Par exemple, les RCPGs participent au guidage des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), dont les axones s’étendent de la rétine jusqu’au noyaux cérébraux associés à la vision. Cet effet est observé avec des RCPGs tels que les récepteurs aux cannabinoïdes (CB1 et CB2) et celui du lysophosphatidylinositol, le GPR55. Les RCPGs GPR91 et GPRG99, respectivement récepteurs au succinate et à l’α-cétoglutarate, se trouvent à la surface de ces CGRs, ce qui en font des candidats potentiels pouvant participer au guidage axonal. Dans ce mémoire, l’effet des ligands de ces récepteurs sur la croissance et la navigation des axones des CGRs fut analysé. L’impact produit par ces récepteurs ainsi que leurs ligands sur la morphologie des cônes de croissance fut déterminé en mesurant leur taille et le nombre de filopodes présents sur ces cônes. Pour évaluer le rôle du succinate et de l’a-cétoglutarate sur la croissance globale des axones de CGRs, la longueur totale des projections axonales d’explants rétiniens a été mesurée. L’effet de ces ligands des récepteurs GPR91 et GPR99 sur le guidage axonal a également été évalué en temps réel à l’aide d’un gradient créé par un micro injecteur placé à 45° et à 100µm du cône de croissance. La distribution in vivo des récepteurs GPR91 et GPR99 sur la rétine a été étudié à l’aide d’expériences d’immunohistochimie. Les résultats obtenus indiquent que l’ajout de 100µM de succinate produit une augmentation de la taille des cônes de croissance et du nombre de filopodes présents à leur surface. Il augmente également la croissance des axones. Ce type de réponse fut également observé lorsque les cellules furent soumises à 200µM d’α-cétoglutarate. Fait à noter, les deux récepteurs n’ont pas d’impact sur le guidage axonal. Ces résultats indiquent donc que les agonistes des récepteurs GPR91 et GPR99 augmentent la croissance des cellules ganglionnaires lorsqu’ils sont présents lors du développement. Par contre, ils n’ont pas d’influence sur la direction prise par les cônes de croissance. Ces nouvelles données sont un pas de plus dans la compréhension des mécanismes qui gèrent et participent au développement et la croissance des CGRs, ce qui pourrait donner de nouvelles cibles thérapeutique pouvant mener à la régénération de nerfs optiques endommagés.

Les récepteurs GPR91 et GPR99 et leur implication dans le développement du système nerveux visuel

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) démontrent de plus en plus de capacités à activer des mécanismes jusqu’alors associés à des facteurs de transcription ou des molécules d’adhésion. En effet, de nouvelles preuves rapportent qu’ils pourraient également participer au guidage axonal qui est le mécanisme permettant aux axones de cellules nerveuses de rejoindre leur cible anatomique. Le guidage axonal se fait par l’interaction entre les molécules de guidage et une structure particulière présente à l’extrémité de l’axone, le cône de croissance. Par exemple, les RCPGs participent au guidage des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), dont les axones s’étendent de la rétine jusqu’au noyaux cérébraux associés à la vision. Cet effet est observé avec des RCPGs tels que les récepteurs aux cannabinoïdes (CB1 et CB2) et celui du lysophosphatidylinositol, le GPR55. Les RCPGs GPR91 et GPRG99, respectivement récepteurs au succinate et à l’α-cétoglutarate, se trouvent à la surface de ces CGRs, ce qui en font des candidats potentiels pouvant participer au guidage axonal. Dans ce mémoire, l’effet des ligands de ces récepteurs sur la croissance et la navigation des axones des CGRs fut analysé. L’impact produit par ces récepteurs ainsi que leurs ligands sur la morphologie des cônes de croissance fut déterminé en mesurant leur taille et le nombre de filopodes présents sur ces cônes. Pour évaluer le rôle du succinate et de l’a-cétoglutarate sur la croissance globale des axones de CGRs, la longueur totale des projections axonales d’explants rétiniens a été mesurée. L’effet de ces ligands des récepteurs GPR91 et GPR99 sur le guidage axonal a également été évalué en temps réel à l’aide d’un gradient créé par un micro injecteur placé à 45° et à 100µm du cône de croissance. La distribution in vivo des récepteurs GPR91 et GPR99 sur la rétine a été étudié à l’aide d’expériences d’immunohistochimie. Les résultats obtenus indiquent que l’ajout de 100µM de succinate produit une augmentation de la taille des cônes de croissance et du nombre de filopodes présents à leur surface. Il augmente également la croissance des axones. Ce type de réponse fut également observé lorsque les cellules furent soumises à 200µM d’α-cétoglutarate. Fait à noter, les deux récepteurs n’ont pas d’impact sur le guidage axonal. Ces résultats indiquent donc que les agonistes des récepteurs GPR91 et GPR99 augmentent la croissance des cellules ganglionnaires lorsqu’ils sont présents lors du développement. Par contre, ils n’ont pas d’influence sur la direction prise par les cônes de croissance. Ces nouvelles données sont un pas de plus dans la compréhension des mécanismes qui gèrent et participent au développement et la croissance des CGRs, ce qui pourrait donner de nouvelles cibles thérapeutique pouvant mener à la régénération de nerfs optiques endommagés.

Clock Genes, Melanopsins, Melatonin, and Dopamine Key Enzymes and Their Modulation by Light and Glutamate in Chicken Embryonic Retinal Cells

The avian circadian system is composed of the retina, the mammalian homolog region of the suprachiasmatic nucleus (SNC), and the pineal gland. The retina, itself, displays many rhythmic physiological events, such as movements of photoreceptor cells, opsin expression, retinal reisomerization, and melatonin and dopamine production and secretion. Altogether, these rhythmic events are coordinated to predict environmental changes in light conditions during the day, optimizing retina function. The authors investigated the expression pattern of the melanopsin genes Opn4x and Opn4m, the clock genes Clock and Per2, and the genes for the key enzymes N-Acetyltransferase and Tyrosine Hidroxylase in chicken embryo dispersed retinal cells. Primary cultures of chicken retina from 8-day-old embryos were kept in constant dark (DD), in 12-h light/12-h dark (12L:12D), in 12L:12D followed by DD, or in DD in the absence or presence of 100 mu M glutamate for 12 h. Total RNA was extracted throughout a 24-h span, every 3 h starting at zeitgeber time 0 (ZT0) of the 6th day, and submitted to reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) followed by quantitative PCR (qPCR) for mRNA quantification. The data showed no rhythmic pattern of transcription for any gene in cells kept in DD. However under a light-dark cycle, Clock, Per2, Opn4m, N-Acetyltransferase, and Tyrosine Hydroxylase exhibited rhythmic patterns of transcription. In DD, 100 mu M glutamate was able to induce rhythmic expression of Clock, strongly inhibited the expression of Tyrosine Hydroxylase, and, only at some ZTs, of Opn4x and Opn4m. The neurotransmitter had no effect on Per2 and N-Acetyltransferase transcription. The authors confirmed the expression of the protein OPN4x by immunocytochemistry. These results suggest that chicken embryonic retinal cells contain a functional circadian clock, whose synchronization requires light-dark cycle or glutamate stimuli. (Author correspondence: amdlcast@ib.usp.br).

Wireless parylene-based retinal implant

The degeneration of the outer retina usually causes blindness by affecting the photoreceptor cells. However, the ganglion cells, which consist of optic nerves, on the middle and inner retina layers are often intact. The retinal implant, which can partially restore vision by electrical stimulation, soon becomes a focus for research. Although many groups worldwide have spent a lot of effort on building devices for retinal implant, current state-of-the-art technologies still lack a reliable packaging scheme for devices with desirable high-density multi-channel features. Wireless flexible retinal implants have always been the ultimate goal for retinal prosthesis. In this dissertation, the reliable packaging scheme for a wireless flexible parylene-based retinal implants has been well developed. It can not only provide stable electrical and mechanical connections to the high-density multi-channel (1000+ channels on 5 mm × 5 mm chip area) IC chips, but also survive for more than 10 years in the human body with corrosive fluids.

The device is based on a parylene-metal-parylene sandwich structure. In which, the adhesion between the parylene layers and the metals embedded in the parylene layers have been studied. Integration technology for high-density multi-channel IC chips has also been addressed and tested with dummy and real 268-channel and 1024-channel retinal IC chips. In addition, different protection schemes have been tried in application to IC chips and discrete components to gain the longest lifetime. The effectiveness has been confirmed by the accelerated and active lifetime soaking test in saline solution. Surgical mockups have also been designed and successfully implanted inside dog's and pig's eyes. Additionally, the electrodes used to stimulate the ganglion cells have been modified to lower the interface impedance and shaped to better fit the retina. Finally, all the developed technologies have been applied on the final device with a dual-metal-layer structure.

Expression of the VEGF gene family during retinal vaso-obliteration and hypoxia.

Vascular insufficiency and retinal ischaemia precede many proliferative retinopathies and stimulate secretion of vasoactive growth factors. Vascular endothelial growth factor (VEGF) plays a major role and we therefore investigated the other members of the VEGF family: Placental growth factor (PlGF), VEGF-B, -C, and -D, and platelet derived growth factors (PDGF) A and B. Neonatal mice were exposed to hyperoxia for 5 days and then returned to room air (resulting in acute retinal ischaemia). RT-PCR demonstrated that all the members of the VEGF family are expressed in the retina and in situ hybridization (ISH) located their mRNAs primarily in ganglion cells. Similarly to VEGF itself, VEGF-C, PDGF-A, and PDGF-B were upregulated during retinal ischaemia (P < 0.05). Only PlGF gene expression increased during hyperoxia (P < 0.01). The expression pattern of these growth factors suggests a role in the normal retina and during vaso-obliterative and ischaemic phases.

Isolation of retinal progenitor and stem cells from the porcine eye

Purpose: Retinal progenitor cells (RPCs) and retinal stem cells (RSCs) from rodents and humans have been isolated and characterized in vitro. Transplantation experiments have confirmed their potential as tools for cell replacement in retinal degenerative diseases. The pig represents an ideal pre-clinical animal model to study the impact of transplantation because of the similarity of its eye to the human eye. However, little is known about porcine RPCs and RSCs. We aimed to identify and characterize in vitro RPCs and RSCs from porcine ocular tissues. Methods: Cells from different subregions of embryonic, postnatal and adult porcine eyes were grown in suspension sphere culture in serum-free medium containing basic fibroblast growth factor (bFGF) and epidermal growth factor (EGF). Growth curves and BrdU incorporation assays were performed to establish the proliferative capacity of isolated porcine retina-derived RPCs and ciliary epithelium (CE)-derived RSCs. Self-renewal potential was investigated by subsphere formation assays. Changes in gene expression were assayed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) at different passages in culture. Finally, differentiation was induced by addition of serum to the cultures and expression of markers for retinal cell types was detected by immunohistochemical staining with specific antibodies. Results: Dissociated cells from embryonic retina and CE at different postnatal ages generated primary nestin- and Pax6-immunoreactive neurosphere colonies in vitro in numbers that decreased with age. Embryonic and postnatal retina-derived RPCs and young CE-derived RSCs displayed self-renewal capacity, generating secondary neurosphere colonies. However, their self-renewal and proliferation capacity gradually decreased and they became more committed to differentiated states with subsequent passages. The expansion capacity of RPCs and RSCs was higher when they were maintained in monolayer culture. Porcine RPCs and RSCs could be induced to differentiate in vitro to express markers of retinal neurons and glia. Conclusions: Porcine retina and CE contain RPCs and RSCs which are undifferentiated, self-renewing and multipotent and which show characteristics similar to their human counterparts. Therefore, the pig could be a useful source of cells to further investigate the cell biology of RPCs and RSCs and it could be used as a non-primate large animal model for pre-clinical studies on stem cell-based approaches to regenerative medicine in the retina.

Para-inflammation-mediated retinal recruitment of bone marrow-derived myeloid cells following whole-body irradiation is CCL2 dependent

Previous studies have shown that following whole-body irradiation bone marrow (BM)-derived cells can migrate into the central nervous system, including the retina, to give rise to microglia-like cells. The detailed mechanism, however, remains elusive. We show in this study that a single-dose whole-body ?-ray irradiation (8 Gy) induced subclinical damage (i.e., DNA damage) in the neuronal retina, which is accompanied by a low-grade chronic inflammation, para-inflammation, characterized by upregulated expression of chemokines (CCL2, CXCL12, and CX3CL1) and complement components (C4 and CFH), and microglial activation. The upregulation of chemokines CCL2 and CXCL12 and complement C4 lasted for more than 160 days, whereas the expression of CX3CL1 and CFH was upregulated for 2 weeks. Both resident microglia and BM-derived phagocytes displayed mild activation in the neuronal retina following irradiation. When BM cells from CX3CR1gfp/+ mice or CX3CR1gfp/gfp mice were transplanted to wild-type C57BL/6 mice, more than 90% of resident CD11b+ cells were replaced by donor-derived GFP+ cells after 6 months. However, when transplanting CX3CR1gfp/+ BM cells into CCL2-deficient mice, only 20% of retinal CD11b+ cells were replaced by donor-derived cells at 6 month. Our results suggest that the neuronal retina suffers from a chronic stress following whole-body irradiation, and a para-inflammatory response is initiated, presumably to rectify the insults and maintain homeostasis. The recruitment of BM-derived myeloid cells is a part of the para-inflammatory response and is CCL2 but not CX3CL1 dependent. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Abnormal Glycogen Storage by Retinal Neurons in Diabetes

PURPOSE: It is widely held that neurons of the central nervous system do not store glycogen and that accumulation of the polysaccharide may cause neurodegeneration. Since primary neural injury occurs in diabetic retinopathy, we examined neuronal glycogen status in the retina of streptozotocin-induced diabetic and control rats.

METHODS: Glycogen was localized in eyes of streptozotocin-induced diabetic and control rats using light microscopic histochemistry and electron microscopy, and correlated with immunohistochemical staining for glycogen phosphorylase and phosphorylated glycogen synthase (pGS).

RESULTS: Electron microscopy of 2-month-old diabetic rats (n = 6) showed massive accumulations of glycogen in the perinuclear cytoplasm of many amacrine neurons. In 4-month-old diabetic rats (n = 11), quantification of glycogen-engorged amacrine cells showed a mean of 26 cells/mm of central retina (SD ± 5), compared to 0.5 (SD ± 0.2) in controls (n = 8). Immunohistochemical staining for glycogen phosphorylase revealed strong expression in amacrine and ganglion cells of control retina, and increased staining in cell processes of the inner plexiform layer in diabetic retina. In control retina, the inactive pGS was consistently sequestered within the cell nuclei of all retinal neurons and the retinal pigment epithelium (RPE), but in diabetics nuclear pGS was reduced or lost in all classes of retinal cell except the ganglion cells and cone photoreceptors.

CONCLUSIONS: The present study identifies a large population of retinal neurons that normally utilize glycogen metabolism but show pathologic storage of the polysaccharide during uncontrolled diabetes.

Cyanocobalamin is a Superoxide Scavenger and Neuroprotectant in Neuronal Cells

Les dommages au nerf optique (neuropathie optique) peuvent entraîner la perte permanente de la vision ou la cécité causée par la mort des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR). Nous avons identifié qu’une surproduction de l'anion superoxyde constitue un événement moléculaire critique précédant la mort cellulaire induite par des lésions. Récemment, Suarez-Moreira et al (JACS 131:15078, 2009) ont démontré que la vitamine B12 peut capter l’anion superoxyde aussi efficacement que l’enzyme superoxyde dismutase. La carence en vitamine B12 peut conduire à une neuropathie optique causée par des mécanismes inconnus. Nous avons étudié la relation entre la captation de superoxyde par la cyanocobalamine (forme de vitamine B12 la plus abondante) et ses propriétés neuroprotectrices dans les cellules neuronales. La cyanocobalamine aux concentrations de 10 μM et 100 μM a réduit le taux de production de superoxyde respectivement par 34% et 79% dans les essais sans-cellule. Dans les cellules RGC-5 traités avec la ménadione, les concentrations de cyanocobalamine supérieures à 10 nM ont diminué l’anion superoxyde à des valeurs similaires à celles traitées par PEG-SOD. La cyanocobalamine aux concentrations de 100 μM et 1 μM a réduit la mort des cellules RGC-5 exposées à la ménadione par 20% et 32%, respectivement. Chez les rats avec section du nerf optique unilatérale, une dose intravitréenne de 667 μM de cyanocobalamine a réduit le nombre de CGRs exposées au superoxyde. Cette dose a également augmenté le taux de survie des CGRs comparativement aux rats injectés avec la solution témoin. Ces données suggèrent que la vitamine B12 peut être un neuroprotecteur important, et sa carence nutritionnelle pourrait causer la mort de CGRs. La vitamine B12 pourrait aussi potentiellement être utilisée comme une thérapie pour ralentir la progression de la mort CGR chez les patients avec les neuropathies optiques caractérisés par une surproduction de superoxyde.

Rod bipolar cells in the retina of the capuchin monkey (Cebus apella): Characterization and distribution

Rod bipolar cells in Cebus apella monkey retina were identified by an antibody against the alpha isoform of protein kinase C (PKC alpha). which has been shown to selectively identify rod bipolars in two other primates and various mammals. Vertical sections were used to confirm the identity of these cells by their characteristic morphology of dendrites and axons. Their topographic distribution was assessed in horizontal sections; counts taken along the dorsal, ventral, nasal, and temporal quadrants. The density of rod bipolar cells increased from 500 to 2900 cells/mm(2) at 1 mm from the fovea to reach a peak of 10,000-12,000 cellss/mm(2) at 4 mm, approximately 5 deg of eccentricity, and then gradually decreased toward retinal periphery to values of 5000 cells/mm(2) or less. Rod to rod bipolar density ratio remained between 10 and 20 across most of the retinal extension. The number of rod bipolar cells per retina was 6,360,000 +/- 387,433 (mean +/- S.D., n = 6). The anti-PKC alpha antibody has shown to be a good marker of rod bipolar cells of Cebus, and the cell distribution is similar to that described for other primates. In spite of the difference in the central retina, the density variation of rod bipolar cells in the Cebus and Macaca as well as the convergence from rod to rod bipolar cells are Generally similar, suggesting that both retinae stabilize similar sensitivity (as measured by rod density) and convergence.

THE RETINAL TARGETS OF CENTRIFUGAL NEURONS AND THE RETINAL NEURONS PROJECTING TO THE ACCESSORY OPTIC-SYSTEM

In birds, neurons of the isthmo-optic nucleus (ION), as well as ''ectopic'' neurons, send axons to the retina, where they synapse on cells in the inner nuclear layer (INL). Previous work has shown that centrifugal axons can be divided into two anatomically distinct types depending on their mode of termination: either ''convergent'' or ''divergent'' (Ramon y Cajal, 1889; Maturana and Frenk, 1965). We show that cytochrome-oxidase histochemistry specifically labels ''convergent'' centrifugal axons and target neurons which appear to be amacrine cells, as well as three ''types'' of ganglion cells: two types found in the INL (displaced ganglion cells) and one in the ganglion cell layer. Labeled target amacrine cells have distinct darkly labeled ''nests'' of boutons enveloping the somas, are associated with labeled centrifugal fibers, and are confined to central retina. Lesions of the isthmo-optic tract abolish the cytochrome-oxidase labeling in the centrifugal axons and in the target amacrine cells but not in the ganglion cells. Cytochromeoxidase-labeled ganglion cells in the INL are large; one type is oval and similar to the classical displaced ganglion cells of Dogiel, which have been reported to receive centrifugal input; the other type is rounder. Rhodamine beads injected into the accessory optic system results in retrograde label in both types of cells, showing that two distinct types of displaced ganglion cells project to the accessory optic system in chickens. The ganglion cells in the ganglion cell layer that label for cytochrome oxidase also project to the accessory optic system. These have proximal dendrites that ramify in the outer inner plexiform layer. Neither the target amacrine cells nor either of the displaced ganglion cells are immunoreactive for the inhibitory transmitter gamma aminobutyric acid. At least some of the target amacrine cells may, however, be cholinoceptive: we found that the antibody to the alpha-7 subunit of the nicotinic ACh receptor labels a population of cells in the INL that are similar in location, size, and the presence of labeled bouton-like structures to those we find labeled with cytochrome oxidase. This antibody also labels neurons in the ION proper but not ectopic cells. In conclusion, it appears that cytochrome oxidase may be a marker for ''convergent'' centrifugal axons and at least one of their target cells in the INL.

Twelve chromatically opponent ganglion cell types in turtle retina

The turtle retina has been extensively used for the study of chromatic processing mechanisms. Color opponency has been previously investigated with trichromatic paradigms, but behavioral studies show that the turtle has ail ultraviolet (UV) channel and a tetrachromatic visual system. Our laboratory has been working ill the characterization of neuronal responses in the retina of vertebrates using stimuli in the UV-visible range of the electromagnetic spectrum. In the present investigation, we recorded color-opponent responses from turtle amacrine and ganglion cells to UV and visible stimuli and extended our previous results that UV color-opponency is present at the level of the inner nuclear layer. We recorded from 181 neurons, 36 of which were spectrally opponent. Among these, there were 10 amacrine (5%), and 26 ganglion cells (15%). Morphological identification of color-opponent neurons was possible for two ganglion cell classes (G17 and G22) and two amacrine cell classes (A22 and A23b). There was a variety of cell response types and a potential for complex processing of chromatic stimuli, with intensity- and wavelength-dependent response components. Ten types of color opponency were found in ganglion cells and by adding previous results from our laboratory, 12 types of opponent responses have been found. The majority of the ganglion cells were R+UVBG- and RG+UVB-color-opponents but there were other less frequent types of chromatic opponency. This study confirms the participation of a UV channel in the processing of color opponency in the turtle inner retina and shows that the turtle visual system has the retinal mechanisms to allow many possible chromatic combinations.