The activation of the CGRP receptor

The CGRP (calcitonin gene-related peptide) receptor is a family B GPCR (G-protein-coupled receptor). It consists of a GPCR, CLR (calcitonin receptor-like receptor) and an accessory protein, RAMP1 (receptor activity modifying protein 1). RAMP1 is needed for CGRP binding and also cell-surface expression of CLR. CLR is an example of a family B GPCR. Unlike family A GPCRs, little is known about how these receptors are activated by their endogenous ligands. This review considers what is known about the activation of family B GPCRs and then considers how this might be applied to CLR, particularly in light of new knowledge of the crystal structures of family A GPCRs.

The role of ECL2 in CGRP receptor activation:a combined modelling and experimental approach

The calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor is a complex of a cal-citonin receptor-like receptor (CLR), which is a family B G-protein-coupled receptor (GPCR) and receptor activity modifying protein 1. The role of the second extracellular loop (ECL2) of CLR in binding CGRP and coupling to Gs was investigated using a combination of mutagenesis and modelling. An alanine scan of residues 271-294 of CLR showed that the ability of CGRP to produce cAMP was impaired by point mutations at 13 residues; most of these also impaired the response to adrenomedullin (AM). These data were used to select probable ECL2-modelled conformations that are involved in agonist binding, allowing the identification of the likely contacts between the peptide and receptor. The implications of the most likely structures for receptor activation are discussed. © 2013 The Authors.

Investigation of the activation mechanism and structural characterization of the CGRP receptor

The calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor is an unusual G protein-coupled receptor (GPCR) in that it comprises the calcitonin receptor-like receptor (CLR), receptor activity modifying protein 1 (RAMP1) and the receptor component protein (RCP). The RAMP1 has two other homologues – RAMP2 and RAMP3. The endogenous ligand for this receptor is CGRP, a 37 amino acid neuropeptide that act as a vasodilator. This peptide has been implicated in the aetiology of health conditions such as inflammation, Reynaud’s disease and migraine. A clear understanding of the mode of activation of this receptor could be key in developing therapeutic agents for associated health conditions. Although the crystal structure of the N-terminal extracellular domain (ECD) of this receptor (in complex with an antagonist) has been published, the details of receptor-agonist interactions at this domain, and so ultimately the mechanism of receptor activation, are still unclear. Also, the C-terminus of the CLR (in the CGRP receptor), especially around the presumed helix 8 (H8) region, has not been well studied for its role in receptor signalling. This research project investigated these questions. In this study, certain residues making up the putative N-terminal ligand-binding core of the CLR (in the CGRP receptor) were mapped out and found to be crucial for receptor signalling. They included W69 and D70 of the WDG motif in family B GPCRs, as well as Y91, F92, D94 and F95 in loop 2 of CLR N-terminus. Also, F163 at the cytoplasmic end of TM1 and certain residues spanning H8 and associated C-terminal region of CLR were found to be required for CGRP receptor signalling. These residues were investigated by site-directed mutagenesis where they were mutated to alanine (or other residues in specific cases) and the effect of the mutations on receptor pharmacology assessed by evaluating cAMP production, cell surface expression, total cell expression and aCGRP-mediated receptor internalization. Moreover, the N-terminal ECDs of the CLR and RAMPs (RAMP1, RAMP2 and RAMP3) were produced in a yeast host strain (Pichia pastoris) for the purpose of structural interaction study by surface plasmon resonance (SPR). Following expression and purification, these receptor proteins were found to individually retain their secondary structures when analysed by circular dichroism (CD). Results were analysed and interpreted with the knowledge of the secretin family receptor paradigm. The research described in this thesis has produced novel data that contributes to a clearer understanding of CGRP receptor pharmacology. The study on CLR and RAMPs ECDs could be a useful tool in determining novel interacting GPCR partners of RAMPs.

Genetic risk factors and age-related macular degeneration (AMD)

Age related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness in individuals older than 65 years of age. It is a multifactorial disorder and identification of risk factors enables individuals to make lifestyle choices that may reduce the risk of disease. Collaboration between geneticists, ophthalmologists, and optometrists suggests that genetic risk factors play a more significant role in AMD than previously thought. The most important genes are associated with immune system modulation and the complement system, e.g., complement factor H (CFH), factor B (CFB), factor C3, and serpin peptidase inhibitor (SERPING1). Genes associated with membrane transport, e.g., ATP-binding cassette protein (ABCR) and voltage-dependent calcium channel gamma 3 (CACNG3), the vascular system, e.g., fibroblast growth factor 2 (FGF2), fibulin-5, lysyl oxidase-like gene (LOXL1) and selectin-P (SELP), and with lipid metabolism, e.g., apolipoprotein E (APOE) and hepatic lipase (LIPC) have also been implicated. In addition, several other genes exhibit some statistical association with AMD, e.g., age-related maculopathy susceptibility protein 2 (ARMS2) and DNA excision repair protein gene (ERCC6) but more research is needed to establish their significance. Modifiable risk factors for AMD should be discussed with patients whose lifestyle and/or family history place them in an increased risk category. Furthermore, calculation of AMD risk using current models should be recommended as a tool for patient education. It is likely that AMD management in future will be increasingly influenced by assessment of genetic risk as such screening methods become more widely available. © 2013 Spanish General Council of Optometry.

Modulation of glucagon receptor pharmacology by Receptor Activity-modifying Protein-2 (RAMP2)

The glucagon and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) receptors play important, opposing roles in regulating blood glucose levels. Consequently, these receptors have been identified as targets for novel diabetes treatments. However, drugs acting at the GLP-1 receptor, whilst having clinical efficacy, have been associated with severe adverse side-effects and targeting of the glucagon receptor has yet to be successful. Here we use a combination of yeast reporter assays and mammalian systems, to provide a more complete understanding of glucagon receptor signaling considering the effect of multiple ligands, association with the receptor-interacting protein, receptor activity modifying protein-2 (RAMP2) and individual G protein α-subunits. We demonstrate that RAMP2 alters both ligand selectivity and G protein preference of the glucagon receptor. Importantly, we also uncover novel cross-reactivity of therapeutically used GLP-1 receptor ligands at the glucagon receptor that is abolished by RAMP2 interaction. This study reveals the glucagon receptor as a previously unidentified target for GLP-1 receptor agonists and highlights a role for RAMP2 in regulating its pharmacology. Such previously unrecognized functions of RAMPs highlight the need to consider all receptor-interacting proteins in future drug development.

Identifying key residues important for CGRP binding to its receptor

The calcitonin gene related peptide (CGRP) is a 37 amino acid neuropeptide. Its receptor is a heterodimeric complex of calcitonin receptor-like receptor (CLR) – a family B G-protein coupled receptor – and a single-pass transmembrane protein, receptoractivity modifying protein 1 (RAMP1). Here, we identify residues, within the N-terminal extracellular domain (ECD) of CLR, potentially involved in ligand binding.Certain residues presumed to be possible sites of contact for the CGRP were picked from the CLR/RAMP1 ECD crystal structure (PDB 3N7S). Residues were mutated to alanine (A) bysite-directed mutagenesis (QuikChangeTM, Stratagene). Mutants were analysed for their ability to stimulate cAMP and cell surface expression as previously described [1]. All mutants showed reduced potency, though to varying degrees as indicated by their pEC50 values. W69A and D70Ashowed significant reduction in cell surface expression.These findings suggest that these residues are important for the interaction of CGRP with its receptor. W69A and D70A, part of the WDG motif of family B GPCRs, are thought to rather play a role in receptor stability [2]. The data is consistent with CGRP binding in agroove between CLR and RAMP1. This project was supported byAston School of Life and Health Sciences.References1. Barwell J, Conner A & Poyner D (2011) Extracellular loops 1and 3 and their associated transmembrane regions of the calcitonin receptor-like receptor are needed for CGRP receptor function. Biochim Biophys Acta 1813, 1906–1916.2. Kumar S, Pioszak A, Zhang C et al. (2011) Crystal Structure of the PAC1R Extracellular Domain Unifies a Consensus Fold for Hormone Recognition by Class B G-Protein Cou-pled Receptors. PLoS One 6, e19682

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.

An allosteric role for receptor activity-modifying proteins in defining GPCR pharmacology

G protein-coupled receptors are allosteric proteins that control transmission of external signals to regulate cellular response. Although agonist binding promotes canonical G protein signalling transmitted through conformational changes, G protein-coupled receptors also interact with other proteins. These include other G protein-coupled receptors, other receptors and channels, regulatory proteins and receptor-modifying proteins, notably receptor activity-modifying proteins (RAMPs). RAMPs have at least 11 G protein-coupled receptor partners, including many class B G protein-coupled receptors. Prototypic is the calcitonin receptor, with altered ligand specificity when co-expressed with RAMPs. To gain molecular insight into the consequences of this protein–protein interaction, we combined molecular modelling with mutagenesis of the calcitonin receptor extracellular domain, assessed in ligand binding and functional assays. Although some calcitonin receptor residues are universally important for peptide interactions (calcitonin, amylin and calcitonin gene-related peptide) in calcitonin receptor alone or with receptor activity-modifying protein, others have RAMP-dependent effects, whereby mutations decreased amylin/calcitonin gene-related peptide potency substantially only when RAMP was present. Remarkably, the key residues were completely conserved between calcitonin receptor and AMY receptors, and between subtypes of AMY receptor that have different ligand preferences. Mutations at the interface between calcitonin receptor and RAMP affected ligand pharmacology in a RAMP-dependent manner, suggesting that RAMP may allosterically influence the calcitonin receptor conformation. Supporting this, molecular dynamics simulations suggested that the calcitonin receptor extracellular N-terminal domain is more flexible in the presence of receptor activity-modifying protein 1. Thus, RAMPs may act in an allosteric manner to generate a spectrum of unique calcitonin receptor conformational states, explaining the pharmacological preferences of calcitonin receptor-RAMP complexes. This provides novel insight into our understanding of G protein-coupled receptor-protein interaction that is likely broadly applicable for this receptor class.

beta-Arrestin1 modulates lymphoid enhancer factor transcriptional activity through interaction with phosphorylated dishevelled proteins.

One aspect of the function of the beta-arrestins is to serve as scaffold or adapter molecules coupling G-protein coupled receptors (GPCRs) to signal transduction pathways distinct from traditional second messenger pathways. Here we report the identification of Dishevelled 1 and Dishevelled 2 (Dvl1 and Dvl2) as beta-arrestin1 (betaarr1) interacting proteins. Dvl proteins participate as key intermediates in signal transmission from the seven membrane-spanning Frizzled receptors leading to inhibition of glycogen synthase kinase-3beta (GSK-3beta), stabilization of beta-catenin, and activation of the lymphoid enhancer factor (LEF) transcription factor. We find that phosphorylation of Dvl strongly enhances its interaction with betaarr1, suggesting that regulation of Dvl phosphorylation and subsequent interaction with betaarr1 may play a key role in the activation of the LEF transcription pathway. Because coexpression of the Dvl kinases, CK1epsilon and PAR-1, with Dvl synergistically activates LEF reporter gene activity, we reasoned that coexpression of betaarr1 with Dvl might also affect LEF-dependent gene activation. Interestingly, whereas betaarr1 or Dvl alone leads to low-level stimulation of LEF (2- to 5-fold), coexpression of betaarr1 with either Dvl1 or Dvl2 leads to a synergistic activation of LEF (up to 16-fold). Additional experiments with LiCl as an inhibitor of GSK-3beta kinase activity indicate that the step affected by betaarr1 is upstream of GSK-3beta and most likely at the level of Dvl. These results identify betaarr1 as a regulator of Dvl-dependent LEF transcription and suggest that betaarr1 might serve as an adapter molecule that can couple Frizzled receptors and perhaps other GPCRs to these important transcription pathways.

Transcriptome and Functional Analysis of Carotid Body Glomus Cells

The carotid body (CB) is a major arterial chemoreceptor containing glomus cells that are activated by changes in arterial blood contents including oxygen. Despite significant advancement in the characterization of their physiological properties, our understanding on the underlying molecular machinery and signaling pathway in CB glomus cells is still limited.

To overcome these limitations, in chapter 1, I demonstrated the first transcriptome profile of CB glomus cells using single cell sequencing technology, which allowed us to uncover a set of abundantly expressed genes, including novel glomus cell-specific transcripts. These results revealed involvement of G protein-coupled receptor (GPCR) signaling pathway, various types of ion channels, as well as atypical mitochondrial subunits in CB function. I also identified ligands for the mostly highly expressed GPCR (Olfr78) in CB glomus cells and examined this receptor’s role in CB mediated hypoxic ventilatory response.

Current knowledge of CB suggest glomus cells rely on unusual mitochondria for their sensitivity to hypoxia. I previously identified the atypical mitochondrial subunit Ndufa4l2 as a highly over-represented gene in CB glomus cells. In chapter 2, to investigate the functional significance of Ndufa4l2 in CB function, I phenotyped both Ndufa4l2 knockout mice and mice with conditional Ndufa4l2 deletion in CB glomus cells. I found that Ndufa4l2 is essential to the establishment of regular breathing after birth. Ablating Ndufa4l2 in postnatal CB glomus cells resulted in defective CB sensitivity to hypoxia as well as CB mediated hypoxic ventilatory response. Together, our data showed that Ndufa4l2 is critical to respiratory control and the oxygen sensitivity of CB glomus cells.

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.

Role of NleH, a type III secreted effector from attaching and effacing pathogens, in colonization of the bovine, ovine, and murine gut

The human pathogen enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7 colonizes human and animal gut via formation of attaching and effacing lesions. EHEC strains use a type III secretion system to translocate a battery of effector proteins into the mammalian host cell, which subvert diverse signal transduction pathways implicated in actin dynamics, phagocytosis, and innate immunity. The genomes of sequenced EHEC O157:H7 strains contain two copies of the effector protein gene nleH, which share 49% sequence similarity with the gene for the Shigella effector OspG, recently implicated in inhibition of migration of the transcriptional regulator NF-kappaB to the nucleus. In this study we investigated the role of NleH during EHEC O157:H7 infection of calves and lambs. We found that while EHEC DeltanleH colonized the bovine gut more efficiently than the wild-type strain, in lambs the wild-type strain exhibited a competitive advantage over the mutant during mixed infection. Using the mouse pathogen Citrobacter rodentium, which shares many virulence factors with EHEC O157:H7, including NleH, we observed that the wild-type strain exhibited a competitive advantage over the mutant during mixed infection. We found no measurable differences in T-cell infiltration or hyperplasia in colons of mice inoculated with the wild-type or the nleH mutant strain. Using NF-kappaB reporter mice carrying a transgene containing a luciferase reporter driven by three NF-kappaB response elements, we found that NleH causes an increase in NF-kappaB activity in the colonic mucosa. Consistent with this, we found that the nleH mutant triggered a significantly lower tumor necrosis factor alpha response than the wild-type strain.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Mutations in SNX14 cause a distinctive autosomal-recessive cerebellar ataxia and intellectual disability syndrome

Intellectual disability and cerebellar atrophy occur together in a large number of genetic conditions and are frequently associated with microcephaly and/or epilepsy. Here we report the identification of causal mutations in Sorting Nexin 14 (SNX14) found in seven affected individuals from three unrelated consanguineous families who presented with recessively inherited moderate-severe intellectual disability, cerebellar ataxia, early-onset cerebellar atrophy, sensorineural hearing loss, and the distinctive association of progressively coarsening facial features, relative macrocephaly, and the absence of seizures. We used homozygosity mapping and whole-exome sequencing to identify a homozygous nonsense mutation and an in-frame multiexon deletion in two families. A homozygous splice site mutation was identified by Sanger sequencing of SNX14 in a third family, selected purely by phenotypic similarity. This discovery confirms that these characteristic features represent a distinct and recognizable syndrome. SNX14 encodes a cellular protein containing Phox (PX) and regulator of G protein signaling (RGS) domains. Weighted gene coexpression network analysis predicts that SNX14 is highly coexpressed with genes involved in cellular protein metabolism and vesicle-mediated transport. All three mutations either directly affected the PX domain or diminished SNX14 levels, implicating a loss of normal cellular function. This manifested as increased cytoplasmic vacuolation as observed in cultured fibroblasts. Our findings indicate an essential role for SNX14 in neural development and function, particularly in development and maturation of the cerebellum.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.