Activité physique et récompense : impact de la leptine et de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques

La course d’endurance active le système de récompense (SR) et est reliée aux comportements de recherche alimentaire. L’influence de la leptine sur l’activité physique (AP) volontaire est bien documentée d’un point de vue physiologique, mais très peu en termes d’impact hédonique. La leptine inhibe l’effet récompensant lié à la consommation de nourriture et joue un rôle semblable pour d’autres types de stimuli. La leptine s’arrime à la forme longue du récepteur à la leptine (Leprb) situé sur les neurones à dopamine (DA) et GABA de l’aire tegmentale ventrale (ATV) dans le mésencéphale. Signal transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) est un facteur de transcription important de la cascade de signalisation de la leptine. La phosphorylation de STAT3 n’est détectée que dans une parcelle des neurones DA positifs pour le Leprb, conférant aux neurones DA STAT3-spécifiques des caractéristiques uniques. Nous avons généré un modèle murin invalidé pour STAT3 sélectivement dans les neurones DA (STAT3DAT-KO). La première expérience consistait à évaluer les paramètres métaboliques de base de notre modèle en utilisant les chambres métaboliques Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS), incluant l’activité ambulatoire, le ratio d’échanges respiratoires (RER) et la production de chaleur. Les STAT3DAT-KO sont hyperactives, démontré par une activité locomotrice augmentée, mais aucune variation entre les deux groupes n’est observée pour le RER et la production de chaleur, en plus d’un gain de poids identique. Une stratégie de récupération ciblant la réinsertion de STAT3 dans les neurones DA du système mésolimbique normalise l’AP anciennement plus élevée des STAT3DAT-KO à celle des contrôles, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines. L’injection d’un psychostimulant (agoniste du récepteur DA de type 1 (D1R), le Chloro-APB-Hydrobromide (SKF 82958)) reflète une fonction dopaminergique réduite chez les STAT3DAT-KO. Un test de recherche compulsive de nourriture révèle une suppression de la prise alimentaire chez les deux groupes expérimentaux. Nous démontrons pour la première fois que la motivation alliée à la course d’endurance, indépendamment de la régulation de la prise alimentaire par la leptine, est dépendant d’une signalisation leptine-STAT3 amoindrie dans les neurones DA du système mésolimbique, révélant STAT3 comme élément clé dans la régulation du tonus dopaminergique et des propriétés récompensantes de l’AP.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Streptococcus thermophilus APC151 strain is suitable for the manufacture of naturally GABA-enriched bioactive yogurt

Consumer interest in health-promoting food products is a major driving force for the increasing global demand of functional (probiotic) dairy foods. Yogurt is considered the ideal medium for delivery of beneficial functional ingredients. Gamma-amino-butyric acid has potential as a bioactive ingredient in functional foods due to its health-promoting properties as an anti-stress, anti-hypertensive, and anti-diabetic agent. Here, we report the use of a novel Streptococcus thermophilus strain, isolated from the digestive tract of fish, for production of yogurt naturally enriched with 2 mg/ml of gamma-amino-butyric acid (200 mg in a standard yogurt volume of 100 ml), a dose in the same range as that provided by some commercially available gamma-amino-butyric acid supplements. The biotechnological suitability of this strain for industrial production of yogurt was demonstrated by comparison with the reference yogurt inoculated with the commercial CH1 starter (Chr. Hansen) widely used in the dairy industry. Both yogurts showed comparable pH curves [ΔpH/Δt = 0.31-0.33 h-1], viscosity [0.49 Pa-s], water holding capacity [72–73%], and chemical composition [moisture (87–88%), protein (5.05–5.65%), fat (0.12–0.15%), sugar (4.8–5.8%), and ash (0.74–1.2%)]. Gamma-amino-butyric acid was not detected in the control yogurt. In conclusion, the S. thermophilus APC151 strain reported here provides a natural means for fortification of yogurt with gamma-amino-butyric acid.

Deficit of quantal release of GABA in experimental models of temporal lobe epilepsy

Because GABA (gamma-aminobutyric acid) receptor-mediated inhibition controls the excitability of principal neurons in the brain, deficits in GABAergic inhibition have long been favored to explain seizures. In an experimental model of temporal lobe epilepsy, we have identified a deficit of inhibition in presynaptic GABAergic terminals characterized by decreased GABA quantal activity associated with reduced synaptic vesicle density. This decrease in vesicle number primarily seems to affect the reserve pool, rather than the docked or the readily releasable pool.

A B C ou aleph ba’a ta’a : représentations du système d’écriture de l’enfant libanais

Cette recherche vise à décrire les liens entre les représentations des enfants dans deux systèmes d’écriture: alphabétique et consonantique. Cette étude transversale est déployée auprès de 60 enfants libanais âgés entre 4 et 6 ans. Les écritures des enfants autour de huit mots sont récoltées en français et en arabe. Les résultats ne montrent aucune différence significative entre les deux systèmes d’écriture aux âges de 4 et 5 ans. C’est à l’âge de 6 ans que des différences significatives se présentent entre les deux langues. Les résultats montrent une différence significative des écritures en fonction de l’âge. Ces résultats soutiennent l’hypothèse développementale d’une structuration unique inductive quant aux codes alphabétique français et consonantique arabe. Cette structuration se distingue pour chacune des langues lors de l’entrée formelle dans l’écrit. Descripteurs: 1- émergence, 2- littératie, 3- écriture provisoire, 4- français, 5- arabe

L’ischémie des membres inférieurs chez les diabétiques : le rôle du récepteur AT2

Résumé : Les patients diabétiques ont plus de risques d’être amputés d’une jambe en raison d’une plus faible néovascularisation suite à une ischémie. Nous avons montré une association entre une plus faible réponse angiogénique du VEGF chez les souris diabétiques (DM) et une augmentation de l’expression de SHP-1, pouvant être activée par les récepteurs (AT[indice inférieur 1]/AT[indice inférieur 2]). La délétion du récepteur AT[indice inférieur 2] chez des souris favorise l’angiogenèse dans le muscle ischémique, mais son rôle en condition diabétique demeure inconnu. Notre objectif est de vérifier si la délétion du récepteur AT[indice inférieur 2] chez des souris DM favorise l’angiogenèse suivant l’induction d’une ischémie. Des souris DM de type 1 déficientes (KO) ou non pour le récepteur AT[indice inférieur 2] ont été utilisées. L’ischémie a été induite par la ligature de l'artère fémorale. La perfusion sanguine a été mesurée pendant 2 ou 4 semaines avant la récolte des tissus. Les effets de l’ischémie sur l’expression des récepteurs AT[indice inférieur 1] et AT[indice inférieur 2], des phosphatases SHP-1, SHP-2 et PTP1B, ainsi que l’état de la voie de signalisation du VEGF ont été mesurés. Un essai phosphatase a aussi été effectué suite à l’immunoprécipitation de SHP-1 chez des BAECs stimulés au CGP42112A. Quatre semaines après la chirurgie, le flot sanguin dans le muscle ischémique des souris DM AT[indice inférieur 2]KO s’est rétabli plus rapidement (80%) comparativement à une récupération de 47% chez les souris DM contrôles. L’expression des facteurs pro-angiogéniques (HIF-1α et VEGF) était similaire dans tous les groupes après 2 semaines d’ischémie, mais diminuée chez les DM et retournait à un niveau basal chez les DM-AT[indice inférieur 2]KO après 4 semaines, suggérant un reperfusion plus rapide chez ces souris. La phosphorylation de Akt était aussi plus faible chez les souris DM contrôles mais était rétablie chez les souris AT[indice inférieur 2]KO après 4 semaines d’ischémie. L'expression de SHP-1 était doublée dans le muscle ischémique des souris DM, en comparaison aux souris non DM, un effet absent chez les souris DM AT[indice inférieur 2]KO. L’expression de SHP-2 et PTP1B ne variait pas chez les souris DM sauvages et AT[indice inférieur 2]KO. De plus, l’expression des récepteurs AT[indice inférieur 1] et AT[indice inférieur 2] est augmentée chez les souris DM sauvages en comparaison aux souris NDM. La stimulation du récepteur AT[indice inférieur 2] chez les BAECs a permis d’augmenter l’activité phosphatase de SHP-1. Nos résultats suggèrent que l’expression élevée d’AT[indice inférieur 2] chez les souris DM mène à la surexpression et/ou l’activation de SHP-1, inhibant le signal angiogénique issu du VEGF et empêchant la reperfusion sanguine suite à l’ischémie.

Étude des mécanismes de rétention du récepteur opioïde delta

Les médicaments de type opioïde représentent la classe de médicaments la plus utilisée pour les douleurs modérées à sévères. C’est pour cette raison que les opioïdes et leurs récepteurs sont très étudiés et qu’il y a beaucoup de publications sur ces récepteurs. En revanche, peu d’études ont cherché à identifier les partenaires d’interactions de ces récepteurs puis à comprendre les mécanismes d’adressage à la membrane. Même si le récepteur opioïde delta (DOPr) n’est pas encore ciblé en clinique, beaucoup d’équipes s’intéressent à son rôle et à l’effet d’agonistes DOPr dans le but de trouver une nouvelle avenue thérapeutique contre la douleur. Cependant, en condition normale, les agonistes DOPr ont un faible potentiel analgésique, expliqué par le faible niveau de DOPr à la surface cellulaire des neurones. C’est pourquoi il est important de comprendre son adressage à la membrane afin de combiner les traitements aux agonistes DOPr à une thérapie qui augmenterait l’expression de surface du récepteur. De plus, on sait qu’il existe un mécanisme de régulation de l’adressage de DOPr à la surface mais il reste peu compris. Nous avons donc analysé par spectrométrie de masse le complexe protéique résultant de l’immunoprécipitation de FlagDOPr, surexprimé dans des cellules HEK293, afin d’identifier de nouveaux partenaires d’interaction. Dans cette analyse, plusieurs protéines appartenant au complexe vésiculaire COPI ont été identifiées. Nous avons montré dans l’article que DOPr interagit avec COPI via les domaines intracellulaires 2 et 3 et que ces sites d’interaction sont responsables de la rétention de DOPr. De plus, mes travaux se sont penchés sur la régulation de DOPr à la surface cellulaire, telle que l’interaction DOPr avec les protéines cdk5 et pin1, deux protéines pouvant faire partie d’un mécanisme impliqué dans la régulation du transport de DOPr à la surface cellulaire. Comprendre l’export de DOPr est important pour le développement de nouvelles thérapies contre la douleur et plusieurs théories ont été abordées dans le cadre de mes travaux de maîtrise.

Acetylcholinesterase cDNA of the cattle tick, Boophilus microplus: characterisation and role in organophosphate resistance

Acetylcholinesterase is the target of organophosphate and carbamate pesticides. Organophosphate resistance is widespread in the cattle tick, Boophilus microplus, in Australia. We have isolated a cDNA of acetylcholinesterase from B. microplus and show that it would encode a protein 62 kDa in size. The predicted amino acid sequence contains all the residues characteristic of an acetylcholinesterase. Alternative splicing of the transcript was detected at both the 5' and 3' ends. Alternative splicing at the 5' end would result in two proteins differing by six amino acids. This is the first report of alternative splicing of the N-terminal coding region in a cholinesterase. No point mutations were detected in the acetylcholinesterase gene from organophosphate resistant strains of B. microplus. Alternative explanations for resistance to organophosphates in B. microplus are discussed. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Isolation of a cDNA for an octopamine-like, G-protein coupled receptor from the cattle tick, Boophilus microplus

Octopamine is a biogenic amine neurotransmitter of invertebrates that binds to a G-protein coupled receptor that has seven transmembrane domains. Formamidine pesticides like amitraz are highly specific agonists of the octopamine receptor. Amitraz is used extensively to control the cattle tick, Boophilus microplus, and many other ticks but now there are strains of ticks that are resistant to amitraz. We have isolated a cDNA from the cattle tick, B. miciroplus, that belongs to the biogenic amine family of receptors. The predicted amino acid sequence from this cDNA is most similar to octopamine receptors from insects. The nucleotide sequence of this gene from amitraz-resistant and amitraz-susceptible cattle ticks was identical. Thus, a point mutation/s did not confer resistance to amitraz in the strains we studied. Alternative explanations for resistance to amitraz in B. microplus are discussed. (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Identification of a new ligand binding domain in the al subunit of the inhibitory glycine receptor

Four discontinuous extracellular sequence domains have been proposed to form the ligand binding sites of the ligand-gated ion channel receptor superfamily. In this study, we investigated the role of 12 contiguous residues of the inhibitory glycine receptor that define the proposed loop A ligand binding domain; Using the techniques of site-directed mutagenesis and patch-clamp electrophysiology, four of the 12 residues were shown to have impaired ligand binding. Three mutants, I93A, A101H, and N102A, resulted in significant (17-44-fold) increases in the agonist EC50 values as compared with the wild-type glycine receptor, whereas Hill coefficients, I-max values, and antagonist affinity remained largely unaffected. Consideration of receptor efficacy values indicates that these residues are involved in ligand binding rather than channel activation. A fourth mutant, W94A, failed to give rise to any glycine-activated currents, although cell-surface expression was observed, suggesting that this residue may also be involved in agonist binding. These data provide the most extensive characterization of the loop A ligand binding domain available to date and define two new residue locations, Ile(93) and Asn(102), as contributing to the four-loop model of ligand binding.

Clinical and molecular genetics of myoclonic-astatic epilepsy and severe myoclonic epilepsy in infancy (Dravet syndrome)

The majority of severe epileptic encephalopathies of early childhood are symptomatic where a clear etiology is apparent. There is a small subgroup, however, where no etiology is found on imaging and metabolic studies, and genetic factors are important. Myoclonic-astatic epilepsy (MAE) and severe myoclonic epilepsy in infancy (SMEI), also known as Dravet syndrome, are epileptic encephalopathies where multiple seizure types begin in the first few years of life associated with developmental slowing. Clinical and molecular genetic studies of the families of probands with MAE and SMEI suggest a genetic basis. MAE was originally identified as part of the genetic epilepsy syndrome generalized epilepsy with febrile seizures plus (GEFS(+)). Recent clinical genetic studies suggest that SMEI forms the most severe end of the spectrum of the GEFS(+). GEF(+) has now been associated with molecular defects in three sodium channel subunit genes and a GABA subunit gene. Molecular defects of these genes have been identified in patients with MAE and SMEI. Interestingly, the molecular defects in MAE have been found in the setting of large GEFS(+) pedigrees, whereas, more severe truncation mutations arising de novo have been identified in patients with SMEI. It is likely that future molecular studies will shed light on the interaction of a number of genes, possibly related to the same or different ion channels, which result in a severe phenotype such as MAE and SMEI. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Facilitation of 5-HT(2A/2C)-mediated neurotransmission in the ventromedial hypothalamic nucleus decreases anxiety in the elevated T-maze

Previous evidence has shown that facilitation of GABA/benzodiazepine-mediated neurotransmission in the ventromedial hypothalamus (VMH) inhibits both escape and inhibitory avoidance responses generated in the elevated T-maze test of anxiety (ETM). These defensive behaviors have been associated with panic and generalized anxiety, respectively. Aside from GABA/benzodiazepine receptors, the VMH also contains a significant number of serotonin (5-HT) receptors, including 1A, 2A and 2C subtypes. The purpose of the present study was to investigate the effect of the activation of 5-HT(1A) and 5-HT(2A/2C) receptors in the VMH on defensive behavioral responses in rats submitted to the ETM. For that, male Wistar rats were treated intra-VMH with the 5-HT(1A) agonist 8-OH-DPAT, with the 5-HT(2A/2C) agonist DOI, with the 5-HT(2C) selective agonist MK-212, or with the 5-HT(2A/2C) antagonist ketanserin and 10 min after were submitted to the ETM. Results showed that both DOI and MK-212 significantly decreased avoidance measurements, an anxiolytic-like effect, without altering escape. 8-OH-DPAT and ketanserin were without effect, although the last drug attenuated the effects of DOI. None of the drugs altered locomotor activity in an open field. These results suggest that 5-HT(2A/2C) receptors of the VMH are involved in the regulation of inhibitory avoidance and might be of relevance to the physiopathology of generalized anxiety. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Role of neurokinin-1 expressing neurons in the locus coeruleus on ventilatory and cardiovascular responses to hypercapnia

We assessed the role of NK-1 receptors (NK1R) expressing neurons in the locus coeruleus (LC) on cardiorespiratory responses to hypercapnia. To this end, we injected substance P-saporin conjugate (SP-SAP) to kill NK-1 immunoreactive (NK1R-ir) neurons or SAP alone as a control. Immunohistochemistry for NK1R, tyrosine hydroxylase (TH-ir) and Glutamic Acid Decarboxylase (GAD-ir) were performed to verify if NK1R-expressing neurons, catecholaminergic and/or GABAergic neurons were eliminated. A reduced NK1R-ir in the LC (72%) showed the effectiveness of the lesion. SP-SAP lesion also caused a reduction of TH-ir (66%) and GABAergic neurons (70%). LC SP-SAP lesion decreased by 30% the ventilatory response to 7% CO(2) and increased the heart rate (fH) during hypercapnia but did not affect MAP. The present data suggest that different populations of neurons (noradrenergic, GABAergic, and possibly others) in the LC express NK1R modulating differentially the hypercapnic ventilatory response, since catecholaminergic neurons are excitatory and GABAergic ones are inhibitory. Additionally, NK1R-ir neurons in the LC, probably GABAergic ones, seem to modulate fH during CO(2) exposure, once our previous data demonstrated that catecholaminergic lesion does not affect this variable. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Ivermectin impairs sexual behavior in sexually naive, but not sexually experienced male rats

Ivermectin (IVM) is an antiparasitic drug, widely used in domestic animals. In mammals, IVM act as a GABA agonist. This neurotransmitter has an important role in the regulation of sexual behavior. Thus, this study sought to investigate the effects of various medically relevant doses IVM on the sexual behavior of male rats. In particular, we also wished to examine if previous sexual experience modulated responses to IVM. In the first experiment, the sexual behavior of inexperienced male rats was analyzed after they received 0.2, 0.6, 1.0 or 2.0 mg/kg IVM, 15 mm prior to behavioral testing. In the second experiment, the effects of four previous sexual experiences on IVM treated rats (1.0 or 2.0 mg/kg, 15 min prior to the 5th session) were assessed. The standard therapeutic dose (0.2 mg/kg) did not impair the sexual behavior of inexperienced male rats. At a more concentrated dose (0.6 mg/kg), which is still within the therapeutic range, the appetitive phase of sexual behavior of inexperienced male rats was impaired. Likewise, 1.0 mg/kg impaired the appetitive phase. Previous sexual experience blocked almost entirely this sexual impairment, suggesting that previous sexual experience exerts a positive effect in attenuating the sexual impairment produced by IVM treatment. Therefore, the standard therapeutic dose of IVM can be used without producing side effects on sexual behavior. Use of more concentrated therapeutic doses is not recommended during reproductive periods, unless the animals have had previous sexual experience. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Selective down-regulation of the astrocyte glutamate transporters GLT-1 and GLAST within the medial thalamus in experimental wernicke's encephalopathy

Although earlier studies on thiamine deficiency have reported increases in extracellular glutamate concentration in the thalamus, a vulnerable region of the brain in this disorder, the mechanism by which this occurs has remained unresolved. Treatment with pyrithiamine, a central thiamine antagonist, resulted in a 71 and 55% decrease in protein levels of the astrocyte glutamate transporters GLT-1 and GLAST, respectively, by immunoblotting in the medial thalamus of day 14 symptomatic rats at loss of righting reflexes. These changes occurred prior to the onset of convulsions and pannecrosis. Loss of both GLT-1 and GLAST transporter sites was also confirmed in this region of the thalamus at the symptomatic stage using immunohistochemical methods. In contrast, no change in either transporter protein was detected in the non-vulnerable frontal parietal cortex. These effects are selective; protein levels of the astrocyte GABA transporter GAT-3 were unaffected in the medial thalamus. In addition, astrocyte-specific glial fibrillary acidic protein (GFAP) content was unchanged in this brain region, suggesting that astrocytes are spared in this disorder. Loss of GLT-1 or GLAST protein was not observed on day 12 of treatment, indicating that down-regulation of these transporters occurs within 48 h prior to loss of righting reflexes. Finally, GLT-1 content was positively correlated with levels of the neurofilament protein alpha -internexin, suggesting that early neuronal drop-out may contribute to the down-regulation of this glutamate transporter and subsequent pannecrosis. A selective, focal loss of GLT-1 and GLAST transporter proteins provides a rational explanation for the increase in interstitial glutamate levels, and may play a major role in the selective vulnerability of thalamic structures to thiamine deficiency-induced cell death.