Corticostriatal long term synaptic plasticity in new Trisomy 21 mouse models, Ms4Yah and Ts3Yah
Plasticité synaptique corticostriatale à long terme chez de nouveaux modèles murins de Trisomie 21, Ms4Yah et Ts3Yah
Résumé
Trisomy 21 or Down syndrome is due to a third copy of human chromosome 21 (Hsa21) in the genome, this leads to a global genetic overexpression which results on multiple behavioral phenotypes. This pathology is the first and most common cause of mental retardation. Our study aims to understand whether an aneuploidy of a non-studied genetic interval, included in Hsa21, causes changes in processes mediating intellectual abilities. This interval, between Ctsb and Prmt2, is located on murine chromosome 10 (MMU10) within an homologous portion of the Hsa21 telomeric part. Thus, new mouse models have been engineered, Ms4Yah is monosomic and Ts3Yah trisomic for Cstb-Prmt2 interval. Hence, the aim of this project is to characterized aneuploidy consequences on neuronal functions which lead to information encoding, named long term synaptic plasticity. We have recorded this phenomenon within cortex-striatum neuronal connexion, which is involved in mnemonic processes, using whole-cell patch-clamp electrophysiological technique. Records were made in vitro on mouse horizontal brain slice. We characterized METMs electrophysiological properties. Then, glutamatergic corticostriatal long term synaptic plasticity was studied with specific stimulation protocols applied on the cortex. High and low frequency conditioning protocols were used. We observed that aneuploidy of the models influenced corticostriatal long term synaptic plasticity setting which is different according to the genetic dosage. Ms4Yah showed LTD after HFS protocol like Ts3Yah. But when SBF was applied, Ms4Yah shows a short term plasticity form, conversely Ts3Yah shows anew a LTD. The studied interval may play here a role in phenotype of Trisomy 21. Some of the genes comprised in the Ctsb-Prmt2 interval seemed to be good candidates to explain observed phenotypes, namely S100b, Pcbp3 and Trmp2.
La Trisomie 21 ou Syndrome de Down, est due à la présence surnuméraire du chromosome 21 humain (Hsa21), le surdosage génétique qui en résulte provoque différents phénotypes. Cette pathologie est la première cause de retard mental. Notre étude vise à savoir si l’aneuploïdie d’un intervalle génétique, encore non étudié, entraîne des modifications dans la mise en place des processus à l’origine des facultés cognitives. Cet intervalle, entre les gènes Cstb et Prmt2 est porté par le chromosome murin 10 (MMU10) au sein d’une portion homologue à la partie télomérique du Hsa21. Pour cela de nouveaux modèles murins ont été créés, Ms4Yah est monosomique et Ts3Yah est trisomique pour cet intervalle. Le but est donc de caractériser les conséquences de l’aneuploïdie sur le fonctionnement des neurones permettant l’encodage des informations, appelé plasticité synaptique à long terme. Nous avons enregistré ce phénomène au niveau de la communication entre le cortex et le striatum, structures impliquées dans les processus mnémoniques, grâce à la technique électrophysiologique de patch clamp en configuration cellule entière. Ces enregistrements sont faits in vitro sur tranches de cerveaux de souris. Les propriétés électrophysiologiques des NETMs ont été caractérisées. La plasticité synaptique corticostriatale à long terme de type glutamatergique a été étudiée avec des protocoles de stimulation spécifiques, appliqués au niveau cortical. Des protocoles de conditionnement à haute et à basse fréquence ont été utilisés. Nous avons observé que l’aneuploïdie portée par les modèles avait une influence sur la mise en place de la plasticité synaptique corticostriatale à long terme qui est différente en fonction du dosage génétique. Ms4Yah met en place une DLT suite au protocole SHF de même que Ts3Yah. Lorsque le protocole SBF est utilisé Ms4Yah met en place une forme de plasticité à court terme contrairement à Ts3Yah qui présente une DLT. L’intervalle étudié ici jouerait donc un rôle dans le phénotype de la Trisomie 21. Certains gènes de l’intervalle semblent être de bons candidats pour expliquer les phénomènes observés, notamment S100b, Pcbp3 et Trmp2.
Origine : Version validée par le jury (STAR)