Sexual behavior and fertility of male rats submitted to prolonged immobilization-induced stress

In order to investigate whether prolonged stress interferes with the onset of sexual behavior at puberty and with fertility at adulthood, prepubertal male Wistar rats (40 days of age) were immobilized 6 h a day for 15 days (up to early puberty) or for 60 days (until sexual maturity). Pubertal stressed rats showed a two-fold increase in the latency for the first mount (probably due to repeated aversive experience in which a change of environment was always followed by immobilization) and a 2.5-fold increase in the frequency of thrusting (indicative of enhanced sexual performance). The apparently stimulatory effect of prolonged stress on the onset of sexual behavior is discussed in terms of increased testosterone level and interference with the complex interchanges between the neurotransmitters/neuropeptides involved in the central control of male sexual activity. Adult stressed animals were mated with normal females, which became pregnant but exhibited a more than two-fold increase in both pre-implantation and post-implantation loss, probably due to a smaller rate of fertilization and/or fertilization with damaged spermatozoa.

Frequent occurrence of nicotinic acetylcholine receptors in GABAergic neurons of the chick visual system

Double-labeling immunohistochemical methods were used to investigate the occurrence of the alpha8 and alpha5 nicotinic receptor subunits in presumptive GABAergic neurons of the chick nervous system. Nicotinic receptor immunoreactivity was often found in cells exhibiting GABA-like immunoreactivity, especially in the visual system. The alpha8 subunit appeared to be present in presumptive GABAergic cells of the ventral lateral geniculate nucleus, nucleus of the basal optic root of the accessory optic system, and the optic tectum, among several other structures. The alpha5 subunit was also found in GABA-positive neurons, as observed in the lentiform nucleus of the mesencephalon and other pretectal nuclei. The numbers of alpha8- and alpha5-positive neurons that were also GABA-positive represented high percentages of the total number of neurons containing nicotinic receptor labeling in several brain areas, which indicates that most of the alpha8 and alpha5 nicotinic receptor subunits are present in GABAergic cells. Taken together with data from other studies, our results indicate an important role of the nicotinic acetylcholine receptors in the functional organization of GABAergic circuits in the visual system.

Differential expression of AMPA-type glutamate receptor subunits during development of the chick optic tectum

Glutamate receptors have been often associated with developmental processes. We used immunohistochemical techniques to evaluate the expression of the AMPA-type glutamate receptor (GluR) subunits in the chick optic tectum (TeO). Chick embryos from the 5th through the 20th embryonic day (E5-E20) and one-day-old (P1) chicks were used. The three types of immunoreactivity evaluated (GluR1, GluR2/3, and GluR4) had different temporal and spatial expression patterns in the several layers of the TeO. The GluR1 subunit first appeared as moderate staining on E7 and then increased on E9. The mature GluR1 pattern included intense staining only in layer 5 of the TeO. The GluR2/3 subunits presented low expression on E5, which became intense on E7. The staining for GluR2/3 changed to very intense on E14 in tectal layer 13. Staining of layer 13 neurons is the most prominent feature of GluR immunoreactivity in the adult TeO. The GluR4 subunit generally presented the lowest expression starting on E7, which was similar to the adult pattern. Some instances of transient expression of GluR subunits were observed in specific cell populations from E9 through E20. These results demonstrate a differential expression of the GluR subunits in the embryonic TeO, adding information about their possible functions in the developmental processes of the visual system.

Glutamatergic neurotransmission modulates hypoxia-induced hyperventilation but not anapyrexia

The interaction between pulmonary ventilation (V E) and body temperature (Tb) is essential for O2 delivery to match metabolic rate under varying states of metabolic demand. Hypoxia causes hyperventilation and anapyrexia (a regulated drop in Tb), but the neurotransmitters responsible for this interaction are not well known. Since L-glutamate is released centrally in response to peripheral chemoreceptor stimulation and glutamatergic receptors are spread in the central nervous system we tested the hypothesis that central L-glutamate mediates the ventilatory and thermal responses to hypoxia. We measured V E and Tb in 40 adult male Wistar rats (270 to 300 g) before and after intracerebroventricular injection of kynurenic acid (KYN, an ionotropic glutamatergic receptor antagonist), alpha-methyl-4-carboxyphenylglycine (MCPG, a metabotropic glutamatergic receptor antagonist) or vehicle (saline), followed by a 1-h period of hypoxia (7% inspired O2) or normoxia (humidified room air). Under normoxia, KYN (N = 5) or MCPG (N = 8) treatment did not affect V E or Tb compared to saline (N = 6). KYN and MCPG injection caused a decrease in hypoxia-induced hyperventilation (595 ± 49 for KYN, N = 7 and 525 ± 84 ml kg-1 min-1 for MCPG, N = 6; P < 0.05) but did not affect anapyrexia (35.3 ± 0.2 for KYN and 34.7 ± 0.4ºC for MCPG) compared to saline (912 ± 110 ml kg-1 min-1 and 34.8 ± 0.2ºC, N = 8). We conclude that glutamatergic receptors are involved in hypoxic hyperventilation but do not affect anapyrexia, indicating that L-glutamate is not a common mediator of this interaction.

Ureases display biological effects independent of enzymatic activity: Is there a connection to diseases caused by urease-producing bacteria?

Ureases are enzymes from plants, fungi and bacteria that catalyze the hydrolysis of urea to form ammonia and carbon dioxide. While fungal and plant ureases are homo-oligomers of 90-kDa subunits, bacterial ureases are multimers of two or three subunit complexes. We showed that some isoforms of jack bean urease, canatoxin and the classical urease, bind to glycoconjugates and induce platelet aggregation. Canatoxin also promotes release of histamine from mast cells, insulin from pancreatic cells and neurotransmitters from brain synaptosomes. In vivo it induces rat paw edema and neutrophil chemotaxis. These effects are independent of ureolytic activity and require activation of eicosanoid metabolism and calcium channels. Helicobacter pylori, a Gram-negative bacterium that colonizes the human stomach mucosa, causes gastric ulcers and cancer by a mechanism that is not understood. H. pylori produces factors that damage gastric epithelial cells, such as the vacuolating cytotoxin VacA, the cytotoxin-associated protein CagA, and a urease (up to 10% of bacterial protein) that neutralizes the acidic medium permitting its survival in the stomach. H. pylori whole cells or extracts of its water-soluble proteins promote inflammation, activate neutrophils and induce the release of cytokines. In this paper we review data from the literature suggesting that H. pylori urease displays many of the biological activities observed for jack bean ureases and show that bacterial ureases have a secretagogue effect modulated by eicosanoid metabolites through lipoxygenase pathways. These findings could be relevant to the elucidation of the role of urease in the pathogenesis of the gastrointestinal disease caused by H. pylori.

Participation of the cholinergic system in the ethanol-induced suppression of paradoxical sleep in rats

Sleep disturbance is among the many consequences of ethanol abuse in both humans and rodents. Ethanol consumption can reduce REM or paradoxical sleep (PS) in humans and rats, respectively. The first aim of this study was to develop an animal model of ethanol-induced PS suppression. This model administered intragastrically (by gavage) to male Wistar rats (3 months old, 200-250 g) 0.5 to 3.5 g/kg ethanol. The 3.5 g/kg dose of ethanol suppressed the PS stage compared with the vehicle group (distilled water) during the first 2-h interval (0-2 h; 1.3 vs 10.2; P < 0.001). The second aim of this study was to investigate the mechanisms by which ethanol suppresses PS. We examined the effects of cholinergic drug pretreatment. The cholinergic system was chosen because of the involvement of cholinergic neurotransmitters in regulating the sleep-wake cycle. A second set of animals was pretreated with 2.5, 5.0, and 10 mg/kg pilocarpine (cholinergic agonist) or atropine (cholinergic antagonist). These drugs were administered 1 h prior to ethanol (3.5 g/kg) or vehicle. Treatment with atropine prior to vehicle or ethanol produced a statistically significant decrease in PS, whereas pilocarpine had no effect on minutes of PS. Although the mechanism by which ethanol induces PS suppression is not fully understood, these data suggest that the cholinergic system is not the only system involved in this interaction.

Anticonvulsant and antiarrhythmic effects of nifedipine in rats prone to audiogenic seizures

Calcium ion participates in the regulation of neural transmission and the presynaptic release of neurotransmitters. It is also involved in epileptic events, cardiac arrhythmias and abnormal conduction of stimuli. The purpose of the present study was to evaluate the effects of nifedipine, a calcium channel blocker, on epileptic seizures and on reperfusion arrhythmias in rats prone to audiogenic epileptic seizures (Wistar audiogenic rats, WAR) and in normal Wistar rats (N = 6/group). The seizure severity index was applied after an intraperitoneal injection of 20 or 40 mg/kg nifedipine (N20 and N40 groups, respectively). The Langendorff technique was used to analyze cardiac function, as well as the incidence and severity of the reperfusion arrhythmias after ligature and release of the left coronary artery in rats treated or not with nifedipine. We found that nifedipine treatment decreased seizure severity (0.94 ± 0.02 for WAR; 0.70 ± 0.10 for WAR + N20; 0.47 ± 0.08 for WAR + N40) and increased the latent period (13 ± 2 s for WAR; 35 ± 10 s for WAR + N20; 48 ± 7 s for WAR + N40) for the development of seizures in WAR. Furthermore, the incidence and severity of the reperfusion arrhythmias were lower in WAR and normal Wistar rats injected with nifedipine. In WAR, these effects were mediated, at least in part, by a decrease in heart rate. Thus, our results indicate that nifedipine may be considered to be a potential adjuvant drug for epilepsy treatment, especially in those cases associated with cardiac rhythm abnormalities.

Mapping and signaling of neural pathways involved in the regulation of hydromineral homeostasis

Several forebrain and brainstem neurochemical circuitries interact with peripheral neural and humoral signals to collaboratively maintain both the volume and osmolality of extracellular fluids. Although much progress has been made over the past decades in the understanding of complex mechanisms underlying neuroendocrine control of hydromineral homeostasis, several issues still remain to be clarified. The use of techniques such as molecular biology, neuronal tracing, electrophysiology, immunohistochemistry, and microinfusions has significantly improved our ability to identify neuronal phenotypes and their signals, including those related to neuron-glia interactions. Accordingly, neurons have been shown to produce and release a large number of chemical mediators (neurotransmitters, neurohormones and neuromodulators) into the interstitial space, which include not only classic neurotransmitters, such as acetylcholine, amines (noradrenaline, serotonin) and amino acids (glutamate, GABA), but also gaseous (nitric oxide, carbon monoxide and hydrogen sulfide) and lipid-derived (endocannabinoids) mediators. This efferent response, initiated within the neuronal environment, recruits several peripheral effectors, such as hormones (glucocorticoids, angiotensin II, estrogen), which in turn modulate central nervous system responsiveness to systemic challenges. Therefore, in this review, we shall evaluate in an integrated manner the physiological control of body fluid homeostasis from the molecular aspects to the systemic and integrated responses.

Effects of nitric oxide on magnocellular neurons of the supraoptic nucleus involve multiple mechanisms

Physiological evidence indicates that the supraoptic nucleus (SON) is an important region for integrating information related to homeostasis of body fluids. Located bilaterally to the optic chiasm, this nucleus is composed of magnocellular neurosecretory cells (MNCs) responsible for the synthesis and release of vasopressin and oxytocin to the neurohypophysis. At the cellular level, the control of vasopressin and oxytocin release is directly linked to the firing frequency of MNCs. In general, we can say that the excitability of these cells can be controlled via two distinct mechanisms: 1) the intrinsic membrane properties of the MNCs themselves and 2) synaptic input from circumventricular organs that contain osmosensitive neurons. It has also been demonstrated that MNCs are sensitive to osmotic stimuli in the physiological range. Therefore, the study of their intrinsic membrane properties became imperative to explain the osmosensitivity of MNCs. In addition to this, the discovery that several neurotransmitters and neuropeptides can modulate their electrical activity greatly increased our knowledge about the role played by the MNCs in fluid homeostasis. In particular, nitric oxide (NO) may be an important player in fluid balance homeostasis, because it has been demonstrated that the enzyme responsible for its production has an increased activity following a hypertonic stimulation of the system. At the cellular level, NO has been shown to change the electrical excitability of MNCs. Therefore, in this review, we focus on some important points concerning nitrergic modulation of the neuroendocrine system, particularly the effects of NO on the SON.

The alpha2C-adrenoceptor as a neuropsychiatric drug tar-get - PET studies in human subjects

Positron emission tomography imaging has both academic and applied uses in revealing the distribution and density of different molecular targets in the central nervous system. Following the significant progress made with the dopamine D2 receptor, advances have been made in developing PET tracers to allow analysis of receptor occupancy of many other receptor types as well as evaluating changes in endogenous synaptic transmitter concentrations of transmitters e.g. serotonin and noradrenaline. Noradrenergic receptors are divided into α1-, α2- and β-adrenoceptor subfamilies, in humans each of which is composed of three receptor subtypes. The α2-adrenoceptors have an important presynaptic auto-inhibitory function on noradrenaline release but they also have postsynaptic roles in modulating the release of other neurotransmitters, such as serotonin and dopamine. One of the subtypes, the α2C-adrenoceptor, has been detected at distinct locations in the central nervous system, most notably the dorsal striatum. Several serious neurological conditions causing dementia, Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease have been linked to disturbed noradrenergic signaling. Furthermore, altered noradrenergic signaling has also been implicated in conditions like ADHD, depression, anxiety and schizophrenia. In order to benefit future research into these central nervous system disorders as well as being useful in the clinical development of drugs affecting brain noradrenergic neurotransmission, validation work of a novel tracer for positron emission tomography studies in humans was performed. Altogether 85 PET imaging experiments were performed during four separate clinical trials. The repeatability of [11C]ORM-13070 binding was tested in healthy individuals, followed by a study to evaluate the dose-dependent displacement of [11C]ORM-13070 from α2C-adrenoceptors by a competing ligand, and the final two studies examined the sensitivity of [11C]ORM-13070 binding to reflect changes in endogenous noradrenaline levels. The repeatability of [11C]ORM-13070 binding was very high. The binding properties of the tracer allowed for a reliable estimation of α2C-AR occupancy by using the reference tissue ratio method with low test-retest variability. [11C]ORM-13070 was dose-dependently displaced from its specific binding sites by the subtype-nonselective α2-adrenoceptor antagonist atipamezole, and thus it proved suitable for use in clinical drug development of novel α2C-adrenoceptor ligands e.g. to determine the best doses and dosing intervals for clinical trials. Convincing experimental evidence was gained to support the suitability of [11C]ORM-13070 for detecting an increase in endogenous synaptic noradrenaline in the human brain. Tracer binding in the thalamus tended to increase in accordance with reduced activity of noradrenergic projections from the locus coeruleus, although statistical significance was not reached. Thus, the investigation was unable to fully validate [11C]ORM-13070 for the detection of pharmacologically evoked reductions in noradrenaline levels.

Plasticité présynaptique et gliale à long-terme en réponse à un changement chronique de l’activité synaptique,à la jonction neuromusculaire d’amphibien

La plasticité synaptique est une importante propriété du système nerveux, impliquée dans l’intégration de l’information. Cette plasticité a généralement été décrite par des changements aux niveaux pré et postsynaptiques. Notamment, l’efficacité présynaptique, soit la probabilité de libération de neurotransmetteurs associée au contenu quantique d’une synapse, peut être augmentée ou diminuée selon l’activité antérieure de la synapse. Malgré cette caractérisation, les mécanismes à l’origine de la détermination de l’efficacité présynaptique demeurent obscurs. Également, la plasticité synaptique reste encore mal définie au niveau glial, limitant, de ce fait, notre compréhension de l’intégration de l’information. Pourtant, la dernière décennie a mené à une redéfinition du rôle des cellules gliales. Autrefois reléguées à un rôle de support passif aux neurones, elles sont désormais reconnues comme étant impliquées dans la régulation de la neurotransmission. Notamment, à la jonction neuromusculaire (JNM), les cellules de Schwann périsynaptiques (CSPs) sont reconnues pour moduler l’efficacité présynaptique et les phénomènes de plasticité. Un tel rôle actif dans la modulation de la neurotransmission implique cependant que les CSPs soient en mesure de s’adapter aux besoins changeants des JNMs auxquelles elles sont associées. La plasticité synaptique devrait donc sous-tendre une forme de plasticité gliale. Nous savons, en effet, que la JNM est capable de modifications tant morphologiques que physiologiques en réponse à des altérations de l'activité synaptique. Par exemple, la stimulation chronique des terminaisons nerveuses entraîne une diminution persistante de l’efficacité présynaptique et une augmentation de la résistance à la dépression. À l’opposé, le blocage chronique des récepteurs nicotiniques entraîne une augmentation prolongée de l’efficacité présynaptique. Aussi, compte tenu que les CSPs détectent et répondent à la neurotransmission et qu’elles réagissent à certains stimuli environnementaux par des changements morphologiques, physiologiques et d’expression génique, nous proposons que le changement d'efficacité présynaptique imposé à la synapse, soit par une stimulation nerveuse chronique ou par blocage chronique des récepteurs nicotiniques, résulte en une adaptation des propriétés des CSPs. Cette thèse propose donc d’étudier, en parallèle, la plasticité présynaptique et gliale à long-terme, en réponse à un changement chronique de l’activité synaptique, à la JNM d’amphibien. Nos résultats démontrent les adaptations présynaptiques de l’efficacité présynaptique, des phénomènes de plasticité à court-terme, du contenu mitochondrial et de la signalisation calcique. De même, ils révèlent différentes adaptations gliales, notamment au niveau de la sensibilité des CSPs aux neurotransmetteurs et des propriétés de leur réponse calcique. Les adaptations présynaptiques et gliales sont discutées, en parallèle, en termes de mécanismes et de fonctions possibles dans la régulation de la neurotransmission. Nos travaux confirment donc la coïncidence de la plasticité présynaptique et gliale et, en ce sens, soulèvent l’importance des adaptations gliales pour le maintien de la fonction synaptique.

Modulation de l’expression du transporteur vésiculaire du glutamate : implication dans la plasticité des neurones dopaminergiques

De nombreuses études ont établi que la majorité des neurones libèrent plus qu’une substance chimique. Il est bien connu que les neurones peuvent co-exprimer et co-libérer des neuropeptides en plus de leur neurotransmetteur, mais des évidences de la co-libération de deux petits neurotransmetteurs à action rapide se sont accumulées récemment. Des enregistrements électrophysiologiques ont aussi montré que des neurones sérotoninergiques et dopaminergiques isolés peuvent libérer du glutamate quand ils sont placés en culture. De plus, la présence de glutamate et de glutaminase a été détectée dans des neurones sérotoninergiques, dopaminergiques et noradrénergiques par immunomarquage sur des tranches de cerveau. Malheureusement, en considérant le rôle métabolique du glutamate, sa détection immunologique n’est pas suffisante pour assurer le phénotype glutamatergique d’un neurone. Récemment, la découverte de trois transporteurs vésiculaires du glutamate (VGLUT1-3) a grandement facilité l’identification des neurones glutamatergiques. Ces transporteurs sont nécessaires pour la libération de glutamate et constituent les premiers marqueurs morphologiques du phénotype glutamatergique. Il a été démontré que des neurones noradrénergiques expriment VGLUT2 et que des neurones sérotoninergiques expriment VGLUT3. Mais aucune évidence d’expression d’un des sous-types de VGLUT n’a été reportée pour les neurones dopaminergiques. Le but de notre travail était d’identifier quel sous-type de VGLUT est exprimé par les neurones dopaminergiques mésencéphaliques, et de déterminer si le phénotype glutamatergique de ces neurones peut être modulé dans des conditions particulières. Premièrement, nous avons utilisé des microcultures pour isoler les neurones dopaminergiques et des doubles marquages immunocytochimiques pour observer l’expression de VGLUT dans les neurones positifs pour la tyrosine hydroxylase (TH). Nous avons montré que la majorité (80%) des neurones TH+ isolés exprime spécifiquement VGLUT2. Cette expression est précoce au cours du développement in vitro et limitée aux projections axonales des neurones dopaminergiques. Toutefois, cette forte expression in vitro contraste avec la non-détection de ce transporteur dans les rats adultes in vivo. Nous avons décidé ensuite de regarder si l’expression de VGLUT2 pouvait être régulée pendant le développement cérébral de jeunes rats et sous des conditions traumatiques, par double hybridation in situ. Entre 14 et 16 jours embryonnaires, les marquages de VGLUT2 et de TH montraient une superposition significative qui n’était pas retrouvée à des stades ultérieurs. Dans le mésencéphale de jeunes rats postnataux, nous avons détecté l’ARNm de VGLUT2 dans environs 1-2% des neurones exprimant l’ARNm de TH dans la substance noire et l’aire tegmentaire ventrale (ATV). Pour explorer la régulation de l’expression de VGLUT2 dans des conditions traumatiques, nous avons utilisé la 6-hydroxydopamine (6-OHDA) pour léser les neurones dopaminergiques dans les jeunes rats. Dix jours après la chirurgie, nous avons trouvé que 27% des neurones dopaminergiques survivants dans l’ATV exprimaient l’ARNm de VGLUT2 dans les rats 6-OHDA. Finalement, nous avons observé la colocalisation de la protéine VGLUT2 dans les terminaisons TH positives par microscopie électronique. Dans les rats normaux, la protéine VGLUT2 est retrouvée dans 28% des terminaisons axonales TH dans le noyau accumbens. Dans les rats lésés à la 6-OHDA, nous avons observé une diminution considérable des terminaisons TH positives, et une augmentation dans la proportion (37%) des terminaisons dopaminergiques présentant du VGLUT2. Nos résultats suggèrent que le phénotype glutamatergique des neurones dopaminergiques est régulé au cours du développement, peut être réactivé dans des états pathologiques, et que ces neurones peuvent libérer du glutamate dans conditions spécifiques.

Étude des déterminants moléculaires de la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G et développement d'outils pour l'étude de l'effecteur bêta-arrestine.

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) constituent la plus grande famille de protéines membranaires du génome humain. Ils transmettent les signaux extracellulaires provenant de plusieurs stimuli comme les odeurs, les ions, les hormones et les neurotransmetteurs, à l'intérieur des cellules. En se liant aux RCPGs, ces molécules contribuent à la stabilisation des changements conformationnels activateurs qui se propagent jusqu'au domaine intracellulaire des récepteurs. Ces derniers engagent ensuite un ou plusieurs effecteurs, comme les protéines G hétérotrimériques et les β-arrestines (βarrs), qui activent une cascade d'événements moléculaires menant à la réponse cellulaire.Récemment, la publication de structures cristallines de RCPGs liant des ligands diffusibles a offert une opportunité de raffiner à une résolution atomique les modèles des mécanismes de transduction des signaux. Dans la première partie de cette thèse, nous avons donc exploré les déterminants de la signalisation du récepteur prototypique β2-adrénergique (β2AR), induite par les β-bloqueurs. En ne tenant compte que de leur efficacités sur le β2AR dans les voies de l'adénylate cyclase (AC) et des protéines kinases activées par les facteurs mitogéniques (MAPK), les β-bloqueurs peuvent être classés en 3 groupes distincts (agoniste inverse AC / agoniste MAPK, antagoniste neutre AC / agoniste MAPK et agoniste inverse AC / agoniste inverse MAPK). Afin de déterminer le lien entre leur efficacité et leur mode de liaison, nous avons réalisé des expériences d'arrimages moléculaires in silico entre des β-bloqueurs de chacun des groupes et la structure cristalline du β2AR liée au carazolol. De manière intéressante, les ligands à l'intérieur d'un groupe partagent un mode de liaison, alors que ceux des ligands entre les groupes divergent, suggérant que le mode de liaison des β-bloqueurs pourrait être utilisé pour prédire leur l'efficacité. En accord avec cette hypothèse, nous avons prédit et confirmé l'efficacité agoniste MAPK du carazolol, un inverse agoniste AC du β2AR se liant au récepteur de manière similaire au groupe inverse agoniste AC / agoniste MAPK. De manière intéressante, le groupement aryl des ligands agonistes inverses agonistes AC / agoniste MAPK, le seul groupement chimique variable de ce groupe, est prédite pour lier la région des 3e et 5e hélices transmembranaires (TM3 et TM5). Nous avons donc émis l'hypothèse que cette région pourrait être un déterminant de l'efficacité de ces ligands. En accord avec cette dernière, la mutation de 2 résidus (T118I, S203A) localisés proches du site de liaison des groupements aryls des β-bloqueurs, prévient l'efficacité agoniste inverse de l'ICI-118551 sur la voie de l'AC sans affecter l'efficacité d'un agoniste, indiquant que cette région est importante pour la transmission de l'effet agoniste inverse, du moins sur la voie de l'AC. Les βarrs sont des protéines d'échafaudage qui coordonnent la formation de complexes avec plusieurs dizaines d'effecteurs de signalisation. Originalement identifiées pour leur rôle dans la désensibilisation et l'internalisation des RCPGs, elles sont aussi d'importants effecteurs de la signalisation des RCPGs indépendante des protéines G hétérotrimériques. Cependant, contrairement aux protéines G hétérotrimériques, il n'existe que peu d'outils pour les étudier. Ainsi, la deuxième partie de la thèse est dédiée au développement d'outils pour l'étude des βarrs. À cette fin, nous avons d'abord tenté de transposer une méthode de mesure de l'interaction entre 2 protéines par la technologie de transfert d'énergie de bioluminescence par résonance (BRET) en microscopie et chez des souris transgéniques afin de mesurer de manière subcellulaire et dans un contexte natif l'engagement de la βarr à des RCPGs. Ainsi, nous avons établi les preuves de principe que le BRET peut être utilisé pour localiser l'interaction entre la βarr et le récepteur de la vasopressine de type 2 (V2R) sur une cellule au microscope et pour détecter l'interaction entre la βarr et le β2AR sur des tissus de souris transgéniques exprimant ces protéines fusionnées avec des partenaires BRET. Finalement, il n'existe aucun inhibiteur pharmacologique ciblant les βarrs. Ainsi, grâce à la combinaison d'approches de criblage virtuel sur un modèle de la structure des βarrs et d'essais de validation cellulaire, nous avons développé un inhibiteur pharmacologique des βarrs. À l'aide de cet outil, nous avons confirmé l'implication des βarrs dans l'activation des MAPK par le V2R, mais aussi montré un nouveau rôle des βarrs dans le recyclage du β2AR. Les connaissances et outils développés dans cette thèse permettront de mieux comprendre les déterminants moléculaires de la signalisation des RCPGs et entre autres, grâce à des nouvelles approches pour étudier le rôle cellulaire et physiologique des βarrs.

Neuroendocrinology of Pyridoxine Deficiency

Veuruenducrim lri v j p .rim, deficienc:v. NEUROSCI BIOBEHAV REV 12(3/4) 189-193. 1988.- Dihydroxyphenylalanine decarboxvlase and 5-hydroxytryptophan decarboxvlase respectively have high and low affinities for pyridoxal phosphate. In the pyridoxinedeficient animal. hypothalamic serotonin content is significantly reduced without any change in catecholamine levels. Hypothalamic neurotransmitters affect the hvpothalamo-pituitary-end organ axes. Specifically, the decrease in hypothalamic serotonin in the pyridoxine-deficient rat results in tertiary hypothyroidism. In addition. pineal function is affected in deficient animals due to decreased synthesis of melatonin.

NEUROBIOLOGY OF PYRIDOXINE

Pyridoxal 5'-phosphate (PLP) is the major coenzymatic form of pyridoxine. There are over one hundred known pyridoxal 5'-phosphate-dependent reactions, most of which are involved in the metabolism of various amino acids . Pyridoxamine 5'-phosphate can function in aminotransf erase reactions by the cyclic regeneration of the two active phosphate forms. Pyridoxal 5'-phosphate-dependent reactions studied in the nervous system are involved in the catabolism of various amino acids. The putative neurotransmitters , dopamine, norepinephrine , serotonin , histamine , aminobutyric acid and taurine , as well as the sphingoiipids and poly amines are synthesized by PLP-dependent enzymes. Of these enzymes, three ( glutamic acid decarboxylase , 5-hydroxytryptophan decarboxylase and crnithine decarboxylase) seem to have crucial roles (Fig. '). The clinical effects of pyridoxine deficiency can be explained on the basis of the known decreases in the activities of these enzymes