| Περίληψη |
Οι GABAergic (γ-αμινοβουτυρικού οξέος) ενδονευρώνες του φλοιού του εγκεφάλου
είναι μια υποκατηγορία φλοιωδών νευρώνων που αποτελούν ένα μικρό ποσοστό του
συνολικού αριθμού των νευρώνων του φλοιού. Ωστόσο, παίζουν καθοριστικό ρόλο
στη σωστή λειτουργία του φλοιού και έχουν εμπλακεί σε σοβαρές νευροψυχιατρικές
και νευροεκφυλιστικές διαταραχές. Οι φλοιικοί ενδονευρώνες αποτελούν μια
πολυποίκιλη ομάδα νευρώνων με διαφορετικά μοριακά, μορφολογικά και
λειτουργικά χαρακτηριστικά. Χωρίζονται σε υποκατηγορίες ανάλογα με τα
χαρακτηριστικά τους ενώ βασικό κριτήριο επιλογής είναι η έκφραση συγκεκριμένων
δεικτών. Ταξινομούνται σε δύο κύριες ομάδες ανάλογα με την έκφραση είτε της
πρωτεΐνης παρβαλβουμίνη, είτε του νευροπεπτιδίου σωματοστατίνη. Έχει προταθεί
ότι οι ενδονευρώνες του φλοιού συμμετέχουν στη μετανάστευση, τη μορφογένεση
και τη βελτίωση του κυκλώματος.
Η ανάπτυξη των ενδονευρώνων του φλοιού διαμεσολαβείται τόσο από εξωτερικά
όσο και από εσωτερικά σήματα. Όσον αφορά τις εμπλεκόμενες ενδοκυτταρικές
πρωτεΐνες, ένα συστατικό που έχει μελετηθεί σε κάποιο βαθμό είναι το Rac1 που
είναι μέλος της οικογένειας Rho-GTPases. Η Rac1 συνεκφράζεται στους
αναπτυσσόμενους νευρώνες μαζί με τη Rac3, η οποία ανήκει στην ίδια οικογένεια
πρωτεϊνών.
Σύμφωνα με μελέτες, η απαλοιφή της Rac1 ειδικά από τους ενδονευρώνες που
προέρχονται από τη δομή MGE οδήγησε σε μειωμένη έξοδο από τον κυτταρικό κύκλο
και αυτό είχε ως αποτέλεσμα μείωση κατά 50% στους ενδονευρώνες του φλοιού που
καταφέρνουν να φτάσουν στον φλοιό. Επιπλέον, η ταυτόχρονη έλλειψη των
πρωτεϊνών Rac1 και Rac3 οδήγησε σε σημαντική απώλεια των φλοιικών
ενδονευρώνων με αποτέλεσμα μόνο το 20% από αυτούς να καταφέρνουν να
μεταναστεύσουν στον φλοιό.
Στόχος μας ήταν να εξετάσουμε το ρόλο του Rac1 στη μορφολογία των
ενδονευρώνων του φλοιού εξετάζοντας τις μορφολογικές ιδιότητες των
ενδονευρώνων από τους οποίους είχε απαλειφθεί η Rac1, στον μεταγεννητικό φλοιό
του εγκεφάλου δεδομένου ότι αυτά τα κύτταρα έχουν μεταναστεύσει σε ένα
περιβάλλον με μειωμένη ανασταλτική δράση. Επίσης, θέλαμε να διερευνήσουμε πώς
η ταυτόχρονη απουσία των Rac1 και Rac3 επηρεάζει τον σχηματισμό των ακανθών
των φλοιωδών νευρώνων. Τέλος, ένας ακόμα στόχος μας ήταν να διευκρινίσουμε εάν
η απουσία της πρωτεΐνης Rac1 επηρεάζει τα επίπεδα έκφρασης άλλων γονιδίων τα
οποία εμπλέκονται στον κυτταρικό κύκλο.
Για να επιτύχουμε τα παραπάνω, ενέσαμε ένα Cre-εξαρτώμενο, φθορίζοντα,
αδενοεξαρτώμενο ιό τόσο σε ποντίκια αγρίου τύπου όσο και μεταλλαγμένα. Με τη
συγκεκριμένη μελέτη αποδεικνύουμε ότι η απαλοιφή της Rac1 αυξάνει σημαντικά
την πολυπλοκότητα των διακλαδώσεων των φλοιικών ενδονευρώνων αλλά δεν
επηρεάζει το μέγεθος του σώματός τους. Επιπλέον, η ταυτόχρονη διαγραφή των Rac1
και Rac3 οδηγεί τα πυραμιδικά κύτταρα να σχηματίσουν περισσότερες άκανθες και
ταυτόχρονα αυξάνει την πυκνότητά τους. Εκτός αυτού, επιβεβαιώνεται η μείωση
στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τον κυτταρικό κύκλο κατά την απουσία
της Rac1.
Ως εκ τούτου, η ανάλυσή μας υποστηρίζει ότι η Rac1 παίζει κεντρικό ρόλο στη
μορφολογία των ενδονευρώνων καθώς και τον κυτταρικό κύκλο. Ταυτόχρονα, η
συνδυασμένη έκφραση των Rac1 και Rac3 επιτρέπει στα κύτταρα να σχηματίσουν
λειτουργικές άκανθες.
|
Functional and morphological properties of postnatal Rac1, Rac3 and Rac1/Rac3 deficient cortical interneurons
