Efeito da luminosidade relativa no labirinto em cruz elevado sobre o comportamento exploratório de ratos wistar fêmeas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2010Este estudo avaliou o comportamento exploratório de ratos Wistar fêmeas nas diferentes fases do ciclo estral (FCE), em Labirintos em Cruz Elevados (LCE) com diferentes gradientes de luminosidade entre os braços abertos e fechados (A/FLux). Um grupo de ratas Wistar foi submetido ao LCE 10 A/FLux ou LCE 96 A/FLux (Experimento1); outro grupo foi tratado com uma dose ansiolítica de Midazolam (MDZ, 1,0mg.kg-1) e submetido ao LCE 10 A/FLux ou LCE 96 A/FLux (Experimento2). Após a exposição ao labirinto, os animais tiveram sua FCE determinada. Resultados da ANOVA indicaram efeito principal significativo para o fator A/F Lux em relação às variáveis de exploração do braço aberto em ambos os experimentos. No entanto, no Experimento1, o teste de Tukey para múltiplas comparações revelou diferença significativa apenas para animais da fase estro do ciclo testados em LCE 10 A/FLux e LCE 96 A/FLux. A análise de regressão múltipla revelou que o A/FLux está negativamente associado às %entradas nos braços abertos e %tempo braço aberto, indicando que à medida que A/FLux aumenta, a exploração dos braços abertos diminui. As diferentes FCE não alteraram a exploração do braço aberto em nenhum dos LCE. Da mesma forma, a análise de regressão múltipla indicou a ausência de associação significativa entre o FCE e %entradas nos braços abertos, %tempo nos braços abertos e entradas nos braços fechados, revelando que oscilações hormonais subjacentes à FCE não são importantes para a exploração de fêmeas no LCE. A ansiólise induzida por MDZ foi detectada em ambos os LCE e em todas as FCE. Brevemente, os dados deste estudo são discutidos considerando a importância do A/FLux para estabelecer a preferência de braço no LCE

Le transporteur vésiculaire du glutamate type 3 dans le noyau accumbens, la régulation de la récompense et la prise de cocaïne

L'addiction est un comportement compulsif de recherche et de prise de drogues alternant des phases d'abstinence et de rechute malgré les conséquences négatives sur la vie de l'individu. Les êtres humains ne sont pas égaux devant l'addiction et les mécanismes moléculaires sous jacents sont encore mal compris. De nombreuses structures cérébrales, telles que l'aire tegmentale ventrale (VTA), le cortex préfrontal ou l'amygdale convergent sur le noyaux accumbens (NAc) pour réguler les circuits de la " récompense ". Les neurones GABAergiques épineux de taille moyenne (MSN) sont à la fois la voie d'entrée et de sortie majeure du NAc. Les MSNs sont régulés de façon dynamique par les fibres dopaminergiques provenant de la VTA ainsi que par les interneurones cholinergiques locaux (TANs). La destruction sélective des TANs entraine une importante modification des propriétés renforçantes des psychostimulants tel que la cocaïne. En 2002 nous avons découvert que, de façon surprenante, ces neurones expriment à la fois le transporteur vésiculaire de l'acétylcholine (VAChT) et le transporteur vésiculaire du glutamate de type 3 (VGLUT3). Plus récemment nous avons établi que VGLUT3 augmentait le stockage vésiculaire ainsi que la libération d'acétylcholine (ACh) par un mécanisme que nous avons appelé " synergie vésiculaire ". De plus, il a été observé que VGLUT3 confère aux TANs la capacité d'utiliser le glutamate aussi bien qu'avec l'ACh pour communiquer. De façon surprenante, des souris ayant perdu la capacité de libérer l'ACh dans le NAc ne présente que très peu d'altération de leurs réponses comportementales à la cocaïne. Ce résultat suggère que l'ACh n'est pas indispensable à la régulation des comportements de « récompense ». 1.2 Afin de déterminer le rôle de la signalisation VGLUT3-dépendante par les TANs nous avons utilisé une souris n’exprimant plus VGLUT3. Au cours de cette thèse j’ai pu établir que l’absence de VGLUT3 exacerbe les effets comportementaux induit par la cocaïne. Il semble donc que les TANs utilisent l’ACh ou le glutamate pour réguler différentiellement la libération de DA. Nous avons des résultats préliminaires suggérant que le glutamate libéré par les TANs va activer des mGluR qui exercent un contrôle inhibiteur sur la libération de DA. De plus j’ai observé que l’augmentation de libération de DA chez les souris VGLUT3-KO entraine une activation des cascade de signalisation DR1-dépendantes. De plus les MSNs du NAc des souris VGLUT3-KO présentent des augmentations morphologiques et synaptiques de l’activité glutamatergique du NAc. Finalement une augmentation de la fréquence des mutations du gène codant pour VGLUT3 a été trouvée dans une cohorte de sujets souffrants de formes sévères d’addictions. L’ensemble de ces résultats suggère que la régulation concomitante de la signalisation DAergique et glutamatergique dans le NAc agit comme un filtre protecteur contre les effets renforçant de la cocaïne.Drug addiction is a compulsive pattern of drug-taking/drug-seeking behavior with alternate phases of abstinence and relapse despite adverse consequences. Human beings are not equally susceptible to addictions and molecular mechanisms underlying addiction are still poorly understood. Numerous brain structures such as the ventral tegmental area (VTA), the prefrontal cortex, the amygdala or the hippocampus converge onto the nucleus accumbens (NAc) to regulate reward. GABAergic medium spiny neurons (MSN) are the major input target as well as output pathway of the NAc. MSNs are dynamically regulated by dopaminergic fibers originating from the VTA and by local tonically active cholinergic interneurons (TANs). The selective destruction of TANs modulates rewarding properties of psychostimulant such as cocaine. Twelve years ago we made the surprising discovery that these neurons express both the vesicular acetylcholine transporter (VAChT) and the vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3). We recently established that VGLUT3 increases the acetylcholine (ACh) vesicular accumulation (and release) by a mechanism named vesicular synergy. Furthermore, the presence of VGLUT3 confers to TANs the ability to release glutamate in addition to ACh. Unexpectedly, mice that have lost the ability to secrete ACh in the NAc show minimal alteration of their behavioral response to cocaine. This result suggests that ACh is not sufficient to modulate reward.To investigate the role of VGLUT3-mediated signaling by TANs we used a mouse line that no longer expressed VGLUT3. During this PhD I established that silencing VGLUT3 in mice dramatically exacerbated cocaine-induced behaviors. Furthermore, we found that VAChT-KO and VGLUT3-KO mice showed a decreased and increased DA release (respectively) in the NAc. Therefore, TANs use ACh and glutamate to differentially regulate DA release. We have preliminary data suggesting the glutamate released by TANs activate mGluR that negatively control DA release. I further observed that in VGLUT3-KO mice the increased DA release enhanced DR1-signaling cascades. In addition, MSNs from the NAc of VGLUT3-KO mice had increased morphologic and synaptic glutamatergic activity in the NAc. Finally, we report non-synonymous mutations in the gene encoding VGLUT3 in patients with severe addictions. Our results suggested that the concomitant regulation of the dopaminergic and glutamatergic tone by VGLUT3 in the NAc acted as a protective filter against reinforcing properties of cocaine

Le transporteur vésiculaire du glutamate type 3 dans le noyau accumbens, la régulation de la récompense et la prise de cocaïne

L'addiction est un comportement compulsif de recherche et de prise de drogues alternant des phases d'abstinence et de rechute malgré les conséquences négatives sur la vie de l'individu. Les êtres humains ne sont pas égaux devant l'addiction et les mécanismes moléculaires sous jacents sont encore mal compris. De nombreuses structures cérébrales, telles que l'aire tegmentale ventrale (VTA), le cortex préfrontal ou l'amygdale convergent sur le noyaux accumbens (NAc) pour réguler les circuits de la " récompense ". Les neurones GABAergiques épineux de taille moyenne (MSN) sont à la fois la voie d'entrée et de sortie majeure du NAc. Les MSNs sont régulés de façon dynamique par les fibres dopaminergiques provenant de la VTA ainsi que par les interneurones cholinergiques locaux (TANs). La destruction sélective des TANs entraine une importante modification des propriétés renforçantes des psychostimulants tel que la cocaïne. En 2002 nous avons découvert que, de façon surprenante, ces neurones expriment à la fois le transporteur vésiculaire de l'acétylcholine (VAChT) et le transporteur vésiculaire du glutamate de type 3 (VGLUT3). Plus récemment nous avons établi que VGLUT3 augmentait le stockage vésiculaire ainsi que la libération d'acétylcholine (ACh) par un mécanisme que nous avons appelé " synergie vésiculaire ". De plus, il a été observé que VGLUT3 confère aux TANs la capacité d'utiliser le glutamate aussi bien qu'avec l'ACh pour communiquer. De façon surprenante, des souris ayant perdu la capacité de libérer l'ACh dans le NAc ne présente que très peu d'altération de leurs réponses comportementales à la cocaïne. Ce résultat suggère que l'ACh n'est pas indispensable à la régulation des comportements de récompense . 1.2 Afin de déterminer le rôle de la signalisation VGLUT3-dépendante par les TANs nous avons utilisé une souris n exprimant plus VGLUT3. Au cours de cette thèse j ai pu établir que l absence de VGLUT3 exacerbe les effets comportementaux induit par la cocaïne. Il semble donc que les TANs utilisent l ACh ou le glutamate pour réguler différentiellement la libération de DA. Nous avons des résultats préliminaires suggérant que le glutamate libéré par les TANs va activer des mGluR qui exercent un contrôle inhibiteur sur la libération de DA. De plus j ai observé que l augmentation de libération de DA chez les souris VGLUT3-KO entraine une activation des cascade de signalisation DR1-dépendantes. De plus les MSNs du NAc des souris VGLUT3-KO présentent des augmentations morphologiques et synaptiques de l activité glutamatergique du NAc. Finalement une augmentation de la fréquence des mutations du gène codant pour VGLUT3 a été trouvée dans une cohorte de sujets souffrants de formes sévères d addictions. L ensemble de ces résultats suggère que la régulation concomitante de la signalisation DAergique et glutamatergique dans le NAc agit comme un filtre protecteur contre les effets renforçant de la cocaïne.Drug addiction is a compulsive pattern of drug-taking/drug-seeking behavior with alternate phases of abstinence and relapse despite adverse consequences. Human beings are not equally susceptible to addictions and molecular mechanisms underlying addiction are still poorly understood. Numerous brain structures such as the ventral tegmental area (VTA), the prefrontal cortex, the amygdala or the hippocampus converge onto the nucleus accumbens (NAc) to regulate reward. GABAergic medium spiny neurons (MSN) are the major input target as well as output pathway of the NAc. MSNs are dynamically regulated by dopaminergic fibers originating from the VTA and by local tonically active cholinergic interneurons (TANs). The selective destruction of TANs modulates rewarding properties of psychostimulant such as cocaine. Twelve years ago we made the surprising discovery that these neurons express both the vesicular acetylcholine transporter (VAChT) and the vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3). We recently established that VGLUT3 increases the acetylcholine (ACh) vesicular accumulation (and release) by a mechanism named vesicular synergy. Furthermore, the presence of VGLUT3 confers to TANs the ability to release glutamate in addition to ACh. Unexpectedly, mice that have lost the ability to secrete ACh in the NAc show minimal alteration of their behavioral response to cocaine. This result suggests that ACh is not sufficient to modulate reward.To investigate the role of VGLUT3-mediated signaling by TANs we used a mouse line that no longer expressed VGLUT3. During this PhD I established that silencing VGLUT3 in mice dramatically exacerbated cocaine-induced behaviors. Furthermore, we found that VAChT-KO and VGLUT3-KO mice showed a decreased and increased DA release (respectively) in the NAc. Therefore, TANs use ACh and glutamate to differentially regulate DA release. We have preliminary data suggesting the glutamate released by TANs activate mGluR that negatively control DA release. I further observed that in VGLUT3-KO mice the increased DA release enhanced DR1-signaling cascades. In addition, MSNs from the NAc of VGLUT3-KO mice had increased morphologic and synaptic glutamatergic activity in the NAc. Finally, we report non-synonymous mutations in the gene encoding VGLUT3 in patients with severe addictions. Our results suggested that the concomitant regulation of the dopaminergic and glutamatergic tone by VGLUT3 in the NAc acted as a protective filter against reinforcing properties of cocaine.PARIS-JUSSIEU-Bib.électronique (751059901) / SudocSudocFranceF

Relative luminosity in the plus maze upon the exploratory behaviour of female Wistar rats

Objective This study evaluated the provision of two configuration of the Elevated Pluz-Maze (EPM) by analizing the exploratory behaviour of female Wistar rats in different phases of the estrous cycle in EPMs with different gradients of luminosity between the open and enclosed arms (O/E∆Lux).Methods Female Wistar rats were treated with Midazolam (MDZ, 1.0 mg.kg-1) and were tested for their exploratory behaviour in either the EPM 10 O/E∆Lux or EPM 96 O/E∆Lux.Results A multiple regression analysis indicated that the O/E∆Lux is negatively associated with the %Open arm entries and %Open arm time, suggesting that as O/E∆Lux increases, the open arm exploration decreases. The estrous cycle phase did not influence the open-arm exploration in either EPM. MDZ- induced anxiolysis was detected in 96 O/E∆Lux EPM in all phases of the EC.Discussion Results of this study suggest the importance of the O/E∆Lux to establish the arm preference in the EPM, and to preserve the predictive validity of the EPM

The absence of VGLUT3 predisposes to cocaine abuse by increasing dopamine and glutamate signaling in the nucleus accumbens

Tonically active cholinergic interneurons (TANs) from the nucleus accumbens (NAc) are centrally involved in reward behavior. TANs express a vesicular glutamate transporter referred to as VGLUT3 and thus use both acetylcholine and glutamate as neurotransmitters. The respective roles of each transmitter in the regulation of reward and addiction are still unknown. In this study, we showed that disruption of the gene that encodes VGLUT3 (Slc17a8) markedly increased cocaine self-administration in mice. Concomitantly, the amount of dopamine (DA) release was strongly augmented in the NAc of VGLUT3(-/-) mice because of a lack of signaling by metabotropic glutamate receptors. Furthermore, dendritic spines and glutamatergic synaptic transmission on medium spiny neurons were increased in the NAc of VGLUT3(-/-) mice. Increased DA and glutamate signaling in the NAc are hallmarks of addiction. Our study shows that TANs use glutamate to reduce DA release and decrease reinforcing properties of cocaine in mice. Interestingly, we also observed an increased frequency of rare variations in SLC17A8 in a cohort of severe drug abusers compared with controls. Our findings identify VGLUT3 as an unexpected regulator of drug abuse.This research was supported by funds from ANR (ANR-09-MNPS-033, ANR-13-SAMA-0005-01), Équipe FRM DEQ20130326486, FRC, Brain Canada Multi-Investigator Research Initiative, Djavad Mowafaghian Foundation, ERANET-Neuron Joint Transnational Call for "European Research Projects on Mental Disorders", INSERM, CNRS and UPMC. The research teams of SEM, SJ, MM, JC-PV, BG and FB are members of the Bio-Psy Laboratory of Excellence; this work was therefore supported by French state funds managed by the ANR within the Investissements d'Avenir program under reference ANR-11-IDEX-0004-02. DYS was funded by the École des Neurosciences de Paris. This work was also supported by the City of Paris and Inserm Atip-Avenir to MM. FV was supported by grants from the Mission Interministérielle de Lutte contre la Drogue et la Toxicomanie (MILDT, 2006); the Département de la Recherche Clinique et du Développement-Assistance Publique Hôpitaux de Paris (DRCD-APHP,OST07013); and from the Programme Hospitalier de Recherches Cliniques (PHRC program,AOM10165). The Cellular Imaging and Flow Cytometry Facility is supported by the Conseil Régional Ile-de-France

Characterization of a Human Point Mutation of VGLUT3 (p.A211V) in the Rodent Brain Suggests a Nonuniform Distribution of the Transporter in Synaptic Vesicles

International audienceThe atypical vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3) is expressed by subpopulations of neurons using acetylcholine, GABA, or serotonin as neurotransmitters. In addition, VGLUT3 is expressed in the inner hair cells of the auditory system. A mutation (p.A211V) in the gene that encodes VGLUT3 is responsible for progressive deafness in two unrelated families. In this study, we investigated the consequences of the p.A211V mutation in cell cultures and in the CNS of a mutant mouse. The mutation substantially decreased VGLUT3 expression (−70%). We measured VGLUT3-p.A211V activity by vesicular uptake in BON cells, electrophysiological recording of isolated neurons, and its ability to stimulate serotonergic accumulation in cortical synaptic vesicles. Despite a marked loss of expression, the activity of the mutated isoform was only minimally altered. Furthermore, mutant mice displayed none of the behavioral alterations that have previously been reported in VGLUT3 knock-out mice. Finally, we used stimulated emission depletion microscopy to analyze how the mutation altered VGLUT3 distribution within the terminals of mice expressing the mutated isoform. The mutation appeared to reduce the expression of the VGLUT3 transporter by simultaneously decreasing the number of VGLUT3-positive synaptic vesicles and the amount of VGLUT3 per synapses. These observations suggested that VGLUT3 global activity is not linearly correlated with VGLUT3 expression. Furthermore, our data unraveled a nonuniform distribution of VGLUT3 in synaptic vesicles. Identifying the mechanisms responsible for this complex vesicular sorting will be critical to understand VGLUT's involvement in normal and pathological conditions