Visualisation immunohistochimique de l'hippocampe Neuron Activité Après l'apprentissage spatial dans un modèle de souris de troubles neurodéveloppementaux

Ces troubles neurologiques incluent un groupe de troubles tels que le syndrome de Down, le syndrome de l'X fragile (FXS), le syndrome de Rett, la neurofibromatose, la sclérose tubéreuse et ASD, dans lequel le développement et la maturation du système nerveux central (SNC) est perturbé tôt au cours de large et hétérogène la période prénatale ^1. Ces dysfonctionnements cérébraux développement peuvent causer profonds effets à long terme sur la fonction motrice, la langue, l'apprentissage et le processus de la mémoire. Une pléthore de facteurs génétiques et environnementaux ont été impliqués dans la pathogenèse de troubles neurologiques du développement au cours des dernières années ^2,3. Même si les mécanismes moléculaires sous-jacents le phénotype clinique demeurent inconnues, les résultats mentionnés ci-dessus ont permis le développement de plusieurs modèles de souris de ces troubles. les déficits de mémoire et d'apprentissage ont été identifiés dans un certain nombre de ces modèles de souris tels que TSC1 ^+/-, TSC2 ^+/-,Nf1 ^+/- et En2 ^{– / –} souris ^2,4-7. Un défi important dans le domaine des troubles du développement neurologique est l'identification des processus cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la mémoire et le dysfonctionnement d'apprentissage. Les voies de signalisation activées sélectionnés pendant l'apprentissage ou de la mémoire peuvent induire la transcription de gènes spécifiques et finalement conduire à la synthèse de novo des protéines. Gènes précoces immédiats (IEG) activation et de protéines dépend modifications synaptiques sont induites rapidement dans les neurones du cerveau en réponse à l'activité neuronale et la formation comportementale ^8,9.

Les déficits dans les voies de signalisation impliquant neurofibromine ont été associés à des troubles d'apprentissage dans les troubles du développement neurologique. Neurofibromin est le produit du gène NF1, dont la mutation entraîne la neurofibromatose de type 1, un syndrome génétique complexe caractérisé par des tumeurs du système nerveux, des retards et du comportement moteur et cognitif disabilités ^10. hétérozygote Souris pour Nf1 suppression restreinte aux neurones inhibiteurs présentent des déficits dans la phase précoce de la potentialisation à long terme (LTP), ainsi que l'apprentissage spatial compromis dans MWM ^5,11,12. Fait intéressant, la carence Nf1 dans ce modèle de souris conduit à une activation excessive de signalisation Ras dans les interneurones inhibiteurs au cours de l'apprentissage, entraînant une augmentation de la phosphorylation de ERK et enfin à une amélioration de la libération de GABA anormale de ces neurones ^5.

Basé sur ces résultats, la visualisation de l'activité neuronale après tâches comportementales représente un moyen de reconstruire circuits spécifiques impliqués dans les maladies neurologiques du développement. Le protocole d'immunohistochimie décrit ici vise à évaluer et quantifier les niveaux de phosphorylation ERK hippocampe suivantes MWM dans un modèle de souris de TSA à des déficits cognitifs. MWM est largement utilisée pour étudier l'hippocampe apprentissage spatial et la mémoire dépendante chez les rongeurs ^13,14 </sjusqu'à>. Nous décidons d'utiliser la phosphorylation de ERK comme lecture moléculaire de l'apprentissage de l'hippocampe tâche dépendante, puisque ERK a été démontré qu'ils ont un rôle essentiel dans l'apprentissage et la formation de la mémoire ^15. En outre, la voie ERK est nécessaire pour l'expérience de la plasticité du cortex visuel de développement ^16. Enfin, les souris dépourvues de l'une des deux isoformes ERK (ERK2) dans le spectacle CNS marqués anomalies dans les comportements cognitifs, émotionnels et sociaux ^17, indiquant que la signalisation ERK pourrait jouer un rôle essentiel dans la pathogenèse de troubles neurodéveloppementaux tels que l'ASD.

Nous avons utilisé Engrailed 2 KO (En2 ^{– / -)} chez la souris comme modèle de troubles du développement neurologique. En2 ^{– / –} souris montrent des caractéristiques anatomiques et comportementales "ASD-like", y compris la perte des interneurones du cerveau antérieur ^18, réduction de l'expression de gènes liés ^ASD-19, une diminution de la sociabilité et de la flexibilité cognitive altérée ^6,7,20. Learni spatialeng et troubles de la mémoire, telles que celles détectées dans MWM, sont particulièrement robuste dans En2 ^{– / –} souris ^6,7 et pourraient être pertinentes pour les troubles cognitifs observés chez les patients TSA ^21. En outre, nous avons montré que l'apprentissage spatial facultés affaiblies dans MWM est associée à l'expression de neurofibromine réduite et l'augmentation des niveaux Perk dans le hile En2 ^{– / –} souris adultes ^7. Ici, nous présentons le protocole détaillé pour la caractérisation immunohistochimique de pERK suivante MWM dans ce modèle de souris de TSA.