Participación de los cromosomas sexuales en la diferenciación sexual del cerebro

Tesis (Doctora en Neurociencias) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2015Participación de los cromosomas sexuales en la diferenciación sexual de cerebro La diferenciación sexual del cerebro es un proceso irreversible que ocurre en un período crítico perinatal que en roedores se extiende desde el día embrionario 18 al día posnatal 10 (E18-P10). Durante este período la testosterona (T) gonadal y el estradiol (E2), producido por aromatización, masculinizan el cerebro de embriones macho a través de los receptores de andrógeno (AR) y de estrógeno (ER). Existen evidencias de diferencias sexuales antes del periodo crítico que no son causadas por la acción hormonal organizadora in utero y que podrían deberse a diferencias genéticas entre células XX y XY o a la interacción de factores hormonales y genéticos. Con el fin de discriminar entre efectos debidos al complemento cromosómico sexual y los debidos al ambiente hormonal en la determinación de diferencias sexuales se utilizó el modelo de ratón transgénico conocido como “Four Core Genotype” (FCG). Este modelo comprende machos gonadales XX y XY (XXM y XYM) y hembras gonadales XX y XY (XXH y XYH) por lo que se pueden evaluar diferencias entre individuos con distinto complemento cromosómico sexual que poseen el mismo fenotipo gonadal. Si bien no se puede negar el rol indiscutible de los esteroides gonadales en el dimorfismo sexual, el objetivo de la tesis fue analizar la participación relativa de los cromosomas sexuales y del estradiol en la determinación de las diferencias sexuales del cerebro. Se estudiaron tres características sexualmente dimórficas antes del período crítico : 1) la expresión de la enzima P-450 aromatasa en cerebro; 2) el crecimiento axonal inducido por estradiol in vitro y 3) la expresión génica de Neurogenina 3 (Ngn3) en neuronas de hipotálamo ventromedial. En el modelo FCG se estudió la expresión de aromatasa y su regulación in vitro por un ambiente hormonal estrogénico o androgénico. Debido a que la acción organizadora de los esteroides sobre el cerebro depende de la presencia de sus receptores también se evaluó la expresión del receptor de estrógeno alfa (ER-α) y del receptor de andrógenos (AR) en las regiones positivas para aromatasa. Los resultados mostraron que el cerebro de individuos XY (XYM y XYH) expresa mayores niveles de aromatasa (proteína y ARN mensajero) en la estría terminalis (ST) y el área amigdalina anterior (AAA) con respecto a individuos XX (XXM y XXH) independientemente del estatus gonadal (testículos-ovarios). Con respecto a la expresión de los receptores de hormonas esteroideas, el ER-α y el AR están presentes en estas regiones y su expresión depende del sexo gonadal (presencia del gen Sry). Es decir, el cerebro de embriones hembra (XXH y XYH) presentó mayor expresión de ER-α en ST y AAA con respecto a las mismas regiones en machos gonadales (XXM y XYM). Por el contrario, la expresión de AR fue mayor en AAA de machos gonadales (XXM y XYM) con respecto a la misma región en las hembras (XXH y XYH). En este contexto, y con el fin de determinar si los cromosomas sexuales regulan la expresión de otras moléculas esteroidogénicas en las regiones positivas para aromatasa se evaluó la expresión del ARN mensajero de las enzimas P450-scc y 5α-reductasas I y II y del transportador de colesterol StAr. Los resultados indicaron que las regiones aromatasa-positivas expresan los genes estudiados a E16 (antes del periodo crítico) aunque su expresión no se encuentra regulada por factores debido a los cromosomas sexuales ni al sexo gonadal. Con el fin de estudiar el rol del ambiente hormonal en la regulación de la expresión de aromatasa se realizaron cultivos neuronales primarios de región amigdalina anterior y se evaluó por PCR cuantitativa el efecto del tratamiento con E2 o DHT sobre la expresión de aromatasa y de los receptores de estrógeno ER-α y ER-β y de AR. E2 y DHT incrementaron los niveles de aromatasa y ER-β únicamente en cultivos XX (XXH y XXM) anulando las diferencias basales entre cultivos XX y XY. Evidencias previas de nuestro laboratorio indican que las neuronas hipotalámicas hembra poseen mayor longitud axonal con respecto a neuronas provenientes de machos antes de haber estado expuestas a la acción organizadora de los esteroides in vivo y el tratamiento in vitro con E2 incrementa la longitud axonal de machos. Por otro lado la expresión del gen neuritogénico Ngn3 es mayor en cultivos de hembra con respecto a cultivos de macho y el agregado de E2 incrementa Ngn3 en machos. Se evaluó el rol del complemento cromosómico sexual sobre el efecto sexualmente dimórfico de E2 en el crecimiento axonal y la expresión de Ngn3 en neuronas de hipotálamo ventromedial de E15 in vitro. Los resultados obtenidos en cultivos transgénicos FCG indicaron que el complemento cromosómico sexual regula la expresión de Ngn3 determinando una mayor expresión en neuronas XX antes de la diferenciación sexual por hormonas gonadales. Asimismo el efecto neuritogénico de E2 in vitro dependió de factores debidos a los cromosomas sexuales ya que únicamente las neuronas XY (XYH y XYM) respondieron al tratamiento con un incremento en la longitud axonal y en la expresión de Ngn3 in vitro independientemente del sexo gonadal. A su vez los resultados obtenidos en cultivos provenientes de machos demostraron que el incremento de Ngn3 en respuesta a E2 in vitro depende de la activación de ER-α. En conjunto los resultados obtenidos en esta tesis indican que los cromosomas sexuales determinan la expresión sexualmente dimórfica de aromatasa, la diferenciación de neuronas hipotalámicas y la expresión de Ngn3 antes del período crítico de diferenciación sexual. Estas diferencias sexuales podrían prevenir el posterior efecto organizador de las hormonas gonadales sobre el cerebro en desarrollo ya que el tratamiento con E2 y/o DHT anuló las diferencias sexuales estudiadas. Por otro lado la expresión de otras moléculas involucradas en la síntesis de esteroides en cerebro, tal como StAR, P450scc o 5α-Red tipo I y II no se encuentra regulada por factores dependientes de los cromosomas sexuales al menos en la estría terminalis y regiones amigdalinas del cerebro de E16. Asimismo las diferencias sexuales en la expresión de ER-α y AR en estría terminalis y amígdala anterior del cerebro de embriones de E16 no responden a factores debidos a los cromosomas sexuales sino al sexo gonadal (presencia del gen Sry). En conclusión los resultados indican que, antes de la masculinización por hormonas gonadales, los factores genéticos debidos a los cromosomas sexuales actúan en paralelo e interactúan con factores gonadales para producir o reducir las diferencias sexuales que observamos en el fenotipo.Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Garcia-Segura, Luis Miguel. Universidad Autónoma de Madrid. Facultad de Medicina; Argentina.Masco, Daniel Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Guido, Mario Eduardo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Somoza, Gustavo Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Tecnológico de Chascomus; Argentina

Expression of key steroidogenic enzymes in developing brain: hormonal compensation of sex chromosomes-induced sex differences

Developing brain of mammals is organized by gonadal steroids during the critical period of sexual differentiation (E18-PN10). The regulatory role of neurosteroids in the early brain is unclear. It is known that 17-β-estradiol (E2) is produced within the brain itself primarily due to local aromatization of gonadal testosterone and also due to de novo synthesis from cholesterol. Little is known about the circulating and local levels of steroids in the embryonic brain. Thus, the use of animal models that dissociate the effect of gonadal sex from sex chromosomes heritage facilitates the study of organizational actions of gonadal steroids and neurosteroids in each sex.http://www.saneurociencias.org.ar/congreso-2014/Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra Introducción a la Química y Física Biológicas A; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Tomé, Karina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Sex differences in active DNA demethylation machinery during the critical period of brain masculinization

Fil: Bigarani, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Villarreal, Macarena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.In mammals, perinatal peaks in gonadal testosterone organize a sex-typical neural circuitry during sensitive periods of development and a growing body of evidence suggest that epigenetic mechanisms are implicated. Some of the hormonal effects determine stable, sex-specific patterns of gene expression in neurons leading to the differentiation of neurochemical phenotypes relevant for the display of complex social behaviors in adulthood. We recently found that a neonatal inhibition of DNA methylation or demethylation reduces or eliminates sex differences in neurochemical phenotypes found in hypothalamic regions of the mouse brain. Here, we evaluated gene expression of TET 1-2-3, GAD45a-b and TDG (involved in the removal and replacement of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine) and the mRNA expression of the oxytocin receptor (OTR). mRNA expression was evaluated by qPCR in brain punches of prefrontal cortex (PFC) and preoptic area (POA) at postnatal day (P) 7 and P20. In PFC, we found sex differences (males > females) in TET3, TDG and Gad45b expression (p<0.05) and a trend for higher OTR-expression in males (p=0.06) at P7 suggesting higher DNA demethylation during the critical period of sexual differentiation. No sex differences were found at P20. Other brain regions and oxytocin expression are being evaluated. Overall, these results suggest that a sex-specific pattern of active DNA demethylation machinery could underline the organizational effects of hormones.https://san2022.saneurociencias.org.arFil: Bigarani, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Villarreal, Macarena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Sex differences in X-linked gene expression in embryonic hypothalamic neurons

Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Although sex hormones are usually considered the main architects of sexual dimorphisms, recent studies have demonstrated that sex chromosomes can also induce sex differences in somatic gene expression in the absence of hormonal differences. Ngn3 is a Notch regulated gene that, in developing neurons, is involved in neurite extension and remodeling. Previous results showed that hypothalamic neurons carrying the XX sex chromosomes present a higher expression of Ngn3 and a faster rate of development than XY neurons, irrespectively of gonadal hormones. Using the Four Core Genotypes (FCG) mouse model, here we analyzed the expression of X-linked genes involved in neuronal growth and differentiation which are probable candidates to regulate Ngn3 expression. By qPCR, we have evaluated the expression of Ddx3x, Eif2s3x, Kdm6a, Syp, Mecp2 and Usp9x in primary hypothalamic cultures from E15 FCG mice. Ddx3x, Eif2s3x and Kdm6a showed higher expression levels in XX neurons than in XY neurons, regardless of the embryo sex. Importantly, Kdm6a is an epigenetic regulator codifying for a histone demethylase, whereas Ddx3x and Eif2s3x codify translation regulators. Thereby, it is possible to hypothesize that some of these genes might be regulating Ngn3 expression and neuronal development. Further experiments blocking these X-linked genes are required to determine the effect of this specific down regulation over Ngn3 and neuronal development.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Neurogenin 3 mediates sex chromosome effects on the generation of sex differences in hypothalamic neuronal development.

The organizational action of testosterone during critical periods of development is the cause of numer o ussex differences in the brain. However, sex differences in neuritogenesis have been detectedin primary neuronal hypothalamic cultures prepared before the peak of testosterone production by fetal testis. In the present study we assessed the hypothesis of that cell-autonomous action of sex chromosomes can differentially regulate the expression of the neuritogenic gene neurogenin 3 (Ngn3) in male and female hypothalamic neurons, generating sex differences in neuronal development. Neuronal cultures were prepared from male and female E14 mouse hypothalami, before the fetal peak of testosterone. Female neurons showed enhanced neuritogenesis and higher expressionof Ngn3 than maleneurons. The silencing of Ngn3 abolished sex differences in neuritogenesis, decreasing the differentiation off e mal e neurons. The sex difference in Ngn3 expression was determined by sex chromosomes, as demonstrated using the four core genotypes mouse model, in which a spontaneous deletion of the testis-determining gene Sry from the Y chromosome was combined with the insertion of the Sry gene onto an autosome. In addition, the expression of Ngn3, which is also known to mediate the neuritogenic actions of estradiol, was increased in the cultures treated with the hormone, but only in those from male embryos. Furthermore, the hormone reversed the sex difference sin neuritogenesis promoting the differentiation of male neurons. These findings indicate that Ngn3 mediates both cell-autonomous actions of sex chromosomes and hormonal effects on neuritogenesis.publishedVersio

Abolition of the sex difference in Ngn3 by estradiol is depending on sex chromosome complement

A growing body of evidences indicates that some sexually dimorphic traits cannot be solely explained as a result of gonadal steroid action during the critical period of brain masculinization (E18-PN10). Neurogenin 3 (Ngn3), a gene located in mouse chromosome 10 (MGI:893591), is involved in neuritogenesis and morphological differentiation of hippocampal neurons (Salama-Cohen et al., 2006). Recent works from our laboratory have shown the existence of sex difference in the neuritogenic transcription factor Ngn3 in hypothalamic neurons before brain masculization. Moreover 17β-estradiol (E2) abolishes this sex difference (Scerbo et al., 2014). The sex difference in Ngn3 in hypothalamic neurons is depending on sex chromosome complement (Scerbo et al., 2014). In order to study if cell-autonomous actions of sex chromosomes are involved in the effect of E2 on Ngn3, we evaluated Ngn3 mRNA in neuronal cultures.http://www.saneurociencias.org.ar/congreso-2014/Fil: Tomé, Karina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra Introducción a la Química y Física Biológicas A; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Scerbo Jaureguiberry, Maria Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Scerbo Jaureguiberry, Maria Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Role of sex chromosome complement in the regulation of aromatase expression in developing mice brain

Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Arévalo, María Ángeles. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Garcia-Segura, Luis Miguel Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.During the critical period of sexual differentiation there are sex differences in brain aromatase expression that are time and regionally specific. Some of these sex differences cannot be explained by organizational — actions of — gonadal hormones because they occur before exposition to testosterone in — utero. Previous results from our group using the four core genotype mouse model (FCG) demonstrate that XY neurons from amygdala express -higher levels of aromatase and Cyp19al than XX neurons of E15 mice independent of gonadal sex. The present study explores the regulation of aromatase in amygdala neurons from E15 mice brain and the role of estrogen (ERa and ERB) and androgen receptors (AR) in this regulation.https://www.sfn.org/annual-meeting/neuroscience-2016/abstractsFil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Arévalo, María Ángeles. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Garcia-Segura, Luis Miguel Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Role of X-linked genes on sex differences in neurogenin 3 expression in developing hypothalamic neurons

Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Arévalo, María Ángeles. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Garcia-Segura, Luis Miguel Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Our previous findings indicate that sex chromosome complement regulates the generation of sex differences in mouse hypothalamic neuronal development. Higher expression of neurogenin 3 (Ngn3) in XX neurons mediates sex differences in the rate of neuronal differentiation. Since Ngn3 is located in chromosome 10, these sex differences should be consequence of differences in the expression of X or Y chromosome genes that result from the inherent sex difference in the number (two copies of X) and/or type (presence or absence of Y) of sex chromosomes. We tested the hypothesis that X genes that escape X-inactivation are involved in regulation of sex differences in autosomal expression of Ngn3 and axonal length of hypothalamic neurons. To deal with this aim we evaluated the expression of Ddx3x, Eif2s3x, Kdm5c, Kdm6a, Mid1 and Usp9x in primary neuronal cultures from E14 male and female mice.http://falan-ibrolarc.org/drupal/es/content/scientific-programmeFil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Arévalo, María Ángeles. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Garcia-Segura, Luis Miguel Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10

Neonatal inhibition of DNA methylation disrupts testosterone-dependent masculinization of neurochemical phenotype

Many neural sex differences are differences in the number of neurons of a particular phenotype. For example, male rodents have more calbindin-expressing neurons in the medial preoptic area (mPOA) and bed nucleus of the stria terminalis (BNST), and females have more neurons expressing estrogen receptor alpha (ERα) and kisspeptin in the ventromedial nucleus of the hypothalamus (VMH) and the anteroventral periventricular nucleus (AVPV), respectively. These sex differences depend on neonatal exposure to testosterone, but the underlying molecular mechanisms are unknown. DNA methylation is important for cell phenotype differentiation throughout the developing organism. We hypothesized that testosterone causes sex differences in neurochemical phenotype via changes in DNA methylation, and tested this by inhibiting DNA methylation neonatally in male and female mice, and in females given a masculinizing dose of testosterone. Neonatal testosterone treatment masculinized calbindin, ERα and kisspeptin cell number of females at weaning. Inhibiting DNA methylation with zebularine increased calbindin cell number only in control females, thus eliminating sex differences in calbindin in the mPOA and BNST. Zebularine also reduced the sex difference in ERα cell number in the VMH, in this case by increasing ERα neuron number in males and testosterone-treated females. In contrast, the neonatal inhibition of DNA methylation had no effect on kisspeptin cell number. We conclude that testosterone normally increases the number of calbindin cells and reduces ERα cells in males through orchestrated changes in DNA methylation, contributing to, or causing, the sex differences in both cell types.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cortese, Maria Laura. Georgia State University; Estados UnidosFil: Golynker, Ilona. Georgia State University; Estados UnidosFil: Castillo-Ruiz, Alexandra. Georgia State University; Estados UnidosFil: Forger, Nancy G.. Georgia State University; Estados Unido

Early sex differences in histone methyl transferase EZH2 expression in developing hypothalamus of the mouse brain

Fil: Villarreal, Macarena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Bigarani, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Sosa, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Sosa, Camila. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.In mammals, the primary agents causing phenotypic sex differences are encoded by sex chromosomes. Many of X-and Y-linked genes are epigenetic modifiers and pivotal evidence in past 7 years implicates epigenetic mechanisms as mediators in brain sexual differentiation. We have recently demonstrated that X&#8209;linked histone H3K27 demethylase Kdm6a regulates sexually dimorphic differentiation of hypothalamic neurons through a direct regulation of Neurogenin 3. Kdm6a interacts with numerous epigenetic modifiers, such as histone methyltransferases (HMT), implying that both epigenetic marks could act together, influencing each other in a context-dependent manner, writing a histone crosstalk language. Since H3K27 methylation regulates Ngn3 we first evaluated the mRNA expression of the HMT enzymes EZH1/2 in the hypothalamus of male and female mice at embryonic day 15 by qPCR. We found sex specific expression of Ezh2, higher in males than in females (p = 0.01). We next used the Four Core Genotype Mouse Model to evaluate a direct regulation of sex chromosomes (XX vs XY) independently of gonadal type. No differences were observed between genotypes (p > 0.05). Our results suggest that early sex differences in Ezh2 enzyme could determine a sexually dimorphic crosstalk between posttranslational histone modifications acting on H3K27 residues during development. Current experiments are evaluating the effect of Ezh2 inhibition on Ngn3 expression in neuronal hypothalamic cultures.https://san2022.saneurociencias.org.arFil: Villarreal, Macarena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Bigarani, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Sosa, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Sosa, Camila. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cabrera Zapata, Lucas Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Cátedra de Fisiología Animal; Argentina.Fil: Cisternas, Carla Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología. Cátedra de Biología Celular B; Argentina.Fil: Cambiasso, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Bioquímica y Biología Molecular (ídem 3.1.10