Cours 6 Flashcards
Quelles sont les 5 étapes de la sélection des cibles?
I. Défasciculation II. Pénétration et rétention III. Cartes topographiques IV. Formation des couches synaptiques V. Ciblage cellulaire et synaptique
Quelle est la 1re étape de la sélection des cibles?
DÉFASCICULATION
L’anti-adhésion
Quel est le rôle des molé d’adhésion pour la fasciculation et la défasciculation? (3)
Les contacts homophiles entre CAMs permet la fasciculation de fibres axonales
1. Exprimer différentes molécules d’adhésion
• Une expression dynamique des CAMs sur les axones permet une
signalisation complexe et variée
2. Modifications post-traductionnelles de molécules d’adhésion; ajoute acide, les CAMs vont pu se reconnaitre et faisceau va pouvoir se séparer
3. Exprimer ou rencontrer des molécules anti-adhésion; Beat est exprimée exactement à la sortie de l’autoroute, détache l’attachement entre 2 CAMs
Qu’est-ce qui arrive si on KO beat?
chez mouche WT ya diff MN dans la moelle qui sortent à diff places, c’est des faisceaux qui se séparent pour aller innerver diff muscles
Si on enlève beaten, sa marche pu, les défasciculations sont perdues donc les muscles vont jamais recevoir d’innvervation et seront jamais contrôlés par un MN
Les mol d’adhésion sont éxprimées ou?
Molé d’adhésion sont sur memb ou dans MEC
Quelle est la 2e étape de la sélection des cibles?
PÉNÉTRATION ET RÉTENTION DES CIBLES
L’attraction et la répulsion à distance
Rentre, crée embranchements et quitte pu
Pourquoi on étudie le SNA? On étudie quelle partie spécifiquement?
dans moelle, neurones autonomes sortent de la moelle mais vont pas drect sur organe, vontdans ganglion avant et une fois dans ganglion. part sur cible finale, ganglion = relais, neurones dans un ganglion vont dans une cible
GANGLION CERVICAL SUPÉRIEUR A BIEN SERVIT À ÉTUDIER LA PÉNÉTRATION DES CIBLES pcq est facilement accessible
Ganglion cervical supérieur (« SCG »): Un modèle périphérique accessible et simple pour étudier l’innervation des tissus cible
Qu’est-ce qu’une neutrophine?
NEUROTROPHINES SONT ATTRACTIVES
facteurs diffusibles attractifs attirentt vers la bonne cible, agissent en se liant à un récept et le couple récept ligand fait attraction
Quel est le rôle des neutrophines? Donne l’exemple de l’exp montrant leur rôle
Le rôle des neurotrophines est essentiel pour la pénétration des cibles
certains neurones symp partent du ganglion et innervent l’oreille, modèle simple, si KO NT3 (ligand), les neurones qui projettent là sont vivants et projettent mais peuvent pas trouver leur cible (manque ledernier panneau) mais si injecte le NT3 dans l’oreille, neurones trouvent leur cible
=>NT3 est important pour
la sélection des cibles et est prod par la cible
Dans le système périphérique, différentes neurotrophines sont secrétées par différents tissus cibles, pour attirer différentes populations d’axones
Quel patron d’expression des neutrophines est important pour la sélection des cibles?
Le patron d’expression spatio-temporel des neurotrophines
est important pour l’innervation des cibles
le long de l’axe AP ya des neurones qui projettent sur le primordium de l’oreille et d’autres sur la cochlée, il faut que toute l’oreille soit bien innervée
expression des neurotroph est pas la même partout, c’est ça qui guide les neurones (EXPRESSION SPATION TEMPORELLE PERMET GUIDAGE VERS CIBLE)
si remplace neurotrophine (BDNF partout) neurones qui normalement se connectent en haut vont n haut et en bas
ya une préférence relative, va ou ya cible la + proche mais aussi vers le bas
Comment se fait le ralentissement des axones dans la cible?
ya expression de FGF tout le long mais rendu à la cible niveau chutent brusquement
FGF (la diminution signale l’entrée dans le tissu cible)
chute de FGF -> dim vitesse et commence à faire arborisations
dans dominant nég (fait en sorte que FGF est tjrs actif, simule FGF partout), neurone passe tout droit, a jamais freiné et atteint pas sa cible
Le ralentissement des cônes est associé avec quoi? Les tissus cibles contiennent quels types de molécules?
Le ralentissement des cônes de croissance est associé à la formation des branches axonales
Le ralentissement (perte de cône) promouvoit la ramification
le fait de pu avoir de structure en avant (cone), les MT vont aller sur les côtés pour faire rami
tissu cibles = molé répulsives pcq causent effondrement du cône de croissance
Molécules répulsives comme signaux de ramification de l’axone
Le ralentissement (ou effondrement) des cônes de croissance induit une désorganisation locale du cytosquelette
qq chose fait effondrement donc défait MT donc ils essaient de croitre à d’autres places donc font branches et rami,
Comment se fait la rétension des axones dans la cible?
Une patrouille frontalière de molécules répulsives pour empêcher le ciblage inapproprié
Qu’est-ce que le modèle du thalamus (rétension des axones dans leur cible)?
thal reçoit info sensorielle, la trie et l’envoit au cortex, est un pt de relais importent donc est bon modèle pour étudier innervation des bonnes cibles
Connections thalamocorticales
sous pop de neurones dans thal recoivent info sensorielle et projettent partout dans cortex
Deux des noyaux dans le thalamus sont:
• le noyau ventro-basal (VBN) qui recoit les infos sensorielles de la peau
• le noyau géniculé latérale (LGN) qui recoit les infos sensorielles de la rétine
Pendant le développement, les neurones de la rétine projettent un peu dans le VBN = transitoire
La perte d’une cible appropriée conduit à la formation de synapses inappropriées dans des zones libres
Si les projections corticales des neurones rétiniens sont coupées, alors ceux-ci conservent leur projection dans le VBN.
Vrai seulement si le VBN est « libre » (c’est le cas ici car les neurones sensoriels de la peau sont lésés)
Qu’est-ce qui arrive si les cibles d’origine sont pu là?
En l’absence des cibles d’origines, des projections peuvent se connecter à d’autres cibles si elles sont disponibles
- Pas de cibles absolues, mais une preference relative de cible
- Il peut exister une competition de
preference pour une même cible
ya une cible et préférence relative pour la cible, les cibles ne sont pas absolues, csi bonn ecible est pas libre, neurones iront à la prochaine qui est libre
L’innervation des cibles est renforcée par quoi?
L’innervation des cibles est renforcée par une patrouille frontalière de signaux répulsifs
Quelle est la 3e étape de la sélection des cibles?
FORMATION DES CARTES TOPOGRAPHIQUES
La spécification en 2 dimensions
Décrit la carte topo de S1 et l’homunculus
cortex senso est très bine régionalisé
cortex est innervé avec la même topo que notre corps (pars en bas et va vers le haut) mais ya des cibles préférentilles et compétition, si ya + de neurones qui sont innervés, on leur laisse + de place
Homunculus représente à quoi on ressemblemrait si les parties de notre cors étaient proportionnelles à la qté d’innervation dans le cortex
Comment les connexions se régénèrent dans le SCG?
Dans le SCG, les axones présynaptiques se régénèrent en se connectant à leurs cellules cibles originales
• Les cellules dans un même tissu
cible doivent être « étiquetées »
d’une façon ou d’une autre
• Les axones en
croissance/régénération
doivent avoir une façon de
reconnaitre ces étiquettes.
Si enlève un ganglion, ses neurones se connecteront ailleurs mais si change un ganglion de place, ses neurones iront le connecter peut importe il est ou
• Différents tissus cibles attirent différents axones, donc les axones qui poussent sont probablement étiquetés selon leurs positions aussi
Décrit le syst visuel chez les amphibiens
Le système visuel chez les amphibiens: un modèle simple pour comprendre comment deux neurones similaires (= rétiniens), provenant du même tissu (la rétine/l’oeil) vont se connecter en suivant une carte topographique précise dans le
cerveau/tectum
neurone rétinien ventral projette en dorsale et neurone dorsal va en ventrale pcq image sur rétine est inversée donc fait connections inversées pour voir droit
Roger Sperry
Si fait 180° avec oeil, Les neurones rétiniens ont régénéré à leurs cellules cibles originales
- Les cellules de la cible au niveau du tectum doivent être étiquetées d’une certaine manière pour que les axones des neurones rétiniens les
« retrouvent »
- Les neurones qui projettent sont étiquetés d’une certaine manière selon leur position d’origine (un neurone né en ventral continuera de
projeter comme un neurone ventral même si on le change de position)
Qu’est-ce qui explique l’exp de Sperry?
L’hypothèse de la chimioaffinité
Chaque cellule est « étiquetée » de
manière unique
ya +ieurs gradients que mis ensemble donne une identité (étiquette) spécifique à chaque neurone
neurones temporaux vont anté et nasaux vont posté
neurones nasaux poussent autant en anté que posté mais temporaux poussent en anté et pas du tout en postè, ya dequoi de répulsif sur posté qui dit aux temporaux de pas pousser (répulsion spécifique entre neurones temporaux et tectum posté)
quand chauffe, tous les neurones poussent partout
Donc il existe une/des molécules répulsives, ancrées par des lipides, au niveau du tectum postérieur, qui repoussent la croissance des neurones temporaux
Quelles molé repoussent la croissance des neurones temporaux dans le tectum posté?
Ephrins/Eph: signalisation bi-directionnelle
quand ya liaison, ya 2 transductions du signal, une en amont et une vers le récept
Ephrin A (lié à la membrane, peut être secrété) Eph
Ephrin B (transmembranaire, pas secrété) EphB
ephrine A dépend des lipides, quand chauffe, casse ancre et ya pu de ephrine A et pu de répulsion donc Ephrine A médie la répulsion
Comment les ephrins sont distribuées dans le tectum? Comment ça affecte les projections des neurones? Qu’est-ce qui arrive si on KO les ephrines ou leurs récepteurs?
• Il existe des gradients A/P d’Ephrin-A (ligand) dans le tectum
• Il existe des gradients N/T d’EphA3 (récepteur) dans la rétine
» les neurones temporaux expriment beaucoup de EphA3 et répondent donc fortement à la répulsion postérieure de EphrinA2/A5 dans le tectum… : Ils sont fortement répulsés donc vont rostral.
»les neurones nasaux expriment peu de EphA3 et répondent donc peu/pas à la répulsion postérieure de EphrinA2/A5 dans le tectum… : Ils ne sont pas répulsés donc vont caudal.
ya un double gradient donc chaque neurone a une affinité très spécifique pour leur cible dans le tectum mais les cibles sont pas absolues
On a une GRADATION d’affinité ligand/récepteur qui va permettre de compiler la carte rétinotopique
Si KO ephrines, neurones peuvent aller n’importe ou
Si surexprime EphA3, neurones qui sont encore + repoussés restent + anté et les autres leur laissent la place
si neurones nasaux reçoivent récept, vont moins loin en posté
Chaque neurone rétinien, selon son niveau spécifique d’expression de récepteur (Eph) va LIRE le niveau d’expression du ligand (Ephrin) dans le tectum et projeter son axone en conséquence
dès que ya trop de Ephrine A2 les temporaux feront aucune syn mais nasaux peuvent faire des syn
Mais dans la dimension DORSO-VENTRALE, c’est le couple EphB/Ephrin B qui est sollicité à
travers un gradient d’ATTRACTION par Ephb
Comment se fait la projection rétino-tectale D/V ches le xénopus et chez la souris?
Xénopus: Le signal est transduit par le ligand dans l’axone en migration (reverse signaling)
Souris: Le signal est transduit par le
récepteur dans l’axone en migration (forward signaling)
Quelle est la 4e étape de la sélection des cibles?
FORMATION DES COUCHES SYNAPTIQUES
La 3e dimension
La sélection des couches se fait comment dans le cortex, la moelle et la rétine?
Cortex:»_space; Sélection des couches synaptiques par ATTRACTION
Moelle:»_space; Sélection des couches synaptiques par RÉPULSION
Rétine:»_space; Sélection des couches synaptiques par interaction homiphiles de CAMs
Qu’est-ce que le gène DSCAM? (4)
• 95 exons variables = 38000 isoformes possibles
• Fonction via interactions homophiles
exclusivement
• Chaque neurone peut exprimer une 10aine d’isoformes différents
• Nombre de combinaisons quasi-illimité
Quelle est la 5e étape de la sélection des cibles?
CIBLAGE CELLULAIRE ET SYNAPTIQUE
L’adhésion des terminaisons à des cibles cellulaires spécifiques
Qu’est-ce que le modèle du vulve de la nématode?
Les axones ciblent des cellules spécifiques via des molécules d’adhésion complémentaires entre axone et cellule cible
organe simple et complexe, permet de comprendre le ciblage finale, un MN doit innerver spécifiquement la vulve pour gérer sont ouverture/fermeture
• Un motoneurone bien spécifique chez le vers hermaphrodite innerve la vulve
• Cette innervation est perdue chez mutant Syg-1 et Syg-2
• Syg-1 et Syg-2 sont des molécules d’adhésion de la famille des IgG; syg 1 est exprimé sur le MN et syg 2 est exprimé sur la vulve et ils se reconnaissent psécifiquement , ils ont exprimé syg 2 partoutet le MN est allé se collé à pleins de places pas rapport
• Si on exprime Syg-1 sur des cellules épithéliales aléatoire, celles-ci seront innervées par le MN qui exprime Syg-2
Qu’est-ce que le modèle du syst neuromuscu chez la droso?
• 40 neurones moteurs/segment
• Chaque cône de croissance touche environ 30 cellules musculaires avant de faire des synapses avec seulement 1-2
• Expression dans les cellules musculaires de
Netrin: diffusible (attractif)
FasII: CAM homotypique
SemaII: diffusible (répulsif)
ya un ratio de attractifs et répulsifs
neurones spécifiques reconnaissent ratios spécifiques des molé
Les axones ciblent des cellules spécifiques dans un tissu en se basant sur la combinaison et le ratio de multiples signaux attractifs et répulsifs
Si dim netrin ou aug Sema, ya trop de répulsion
Si aug netrin et Sema ou dim les 2, le ratio reste le même
> DONC:
c’est la combinaison de plusieurs signaux et leur expression relative qui va guider un ciblage cellulaire spécifique
Qu’est-ce qu’une carte topgraphique continue?
Basée sur l’espace
comme la rétine, née dans ventral, projette en dorsal, voisin qui né + ventral projette + dorsal, faut avoir même topo dans rétine que dans tectum
Qu’est-ce qu’une carte topo discontinue?
Basée sur une qualité/un attribu
pas besoin de régionalisation dans l’espace
Est pas basé sur l’espace, est basé sur un attribu
tous les rouges projettent sur le rouge peut importe ou
Qu’est-ce que la carte topo du syst olfact?
• Chaque neurone olfactif n’exprime qu’un des >1000+ récepteurs odorants; chaque ressent odeur spécifique et projette sur glomérule qui reconnait odeur spécifique
• Chaque récepteur odorant est exprimé par de nombreux neurones sensoriels éparpillés dans l’épithélium olfactif
• Tous les neurones exprimant un récepteur odorant particulier ciblent un seul glomérule dans le bulbe olfactif
LES RECEPTEURS OLFACTIFS JOUENT UN ROLE DANS LE CIBLAGE CELLULAIRE MAIS PAS QUE… rôle d’autres facteurs/combinaison de facteurs
normalement tous récept qui ressent même chose projettent sur même glomérue mais si on enlève récept, neurones savent pu ou projeter
si change récept pour un autre qui est loin, neurones peuvent pas y aller mas si met récept qui est proche, neurones peuvent presque y aller comme il faut
Comment se forme la carte topo du syst olfact? (2 étapes)
ÉTAPE 1: TROUVER LA BONNE ZONE SUR LAQUELLE PROJETER
Chez l’embryon, avant même l’exposition aux odorants:
• Les récepteurs olfactifs sur les corps
cellulaires des neurones olfactifs régulent l’activité de l’adénylate cyclase, qui produit le messager cAMP
• cAMP régule l’activité du facteur de
transcription CREB, qui contrôle l’expression des récepteurs pour des molécules de guidage
-> impact sur la trajectoire que vont suivre les axones en croissance pour choisir la zone du bulbe olfactif à cibler
ÉTAPE 2: TROUVER LE BON GLOMÉRULE À CONNECTER
Les récepteurs odorants sur les axones des neurones olfactifs régulent l’activité de canaux ioniques , qui vont promouvoir l’expression de molécules d’adhésion et molécules répulsives
-> impact sur la fasciculation et la convergence finale des axones au niveau du bon glomérule
Comment se fait la raffinement des connexions au cours du dé et pendant la croissance? Qu’est-ce qu’on peut conclure?
Au cours du développement
• Chez le poisson et grenouille, les
axones rétiniens se projettent
directement aux bons endroits
• Chez le poulet et souris, il y a une surcroissance initiale qui est raffinée par la suite.
• Un raffinement similaire peut continuer pendant toute la vie
RGC projettent bcp + loin de ou ils devraient aller et font rami et vont à bonne place
une fois oeil s’ouvre et signaux (PA) arrivent, défait ce que y’avait en trop si tout a été bien fait
Pendant la croissance
Chez le poisson:
• La rétine se développe
circonférentiellement (comme un arbre)
• Le tectum se développe principalement
vers le postérieur
• Les axones rétiniens refont
continuellement leurs connexions afin
de maintenir une carte topographique
Si enlève partie du tectum et regarde comment connections se font, connections réaquièrent une toopgraphie, ya moins de résolution mais au moins on voit choses aux bons endroits
Si enlève certains neurones (nasaux qui projettent posté) et les autres colonisent l’espace perdu en aug l’acuité visuelle de l’autre côté même si on voit pas en nasale
» IL EXISTE UNE PLASTICITÉ DES
CONNEXIONS SYNAPTIQUES
Le raffinement des connexions est modulé par quoi?
Le raffinement des connexions est modulé par l’activité neuronale
• l’activité influence la taille de la ramification axonale
pleins de récept sur la main donc zone corticale aug, mais le tout est plastique
homunculus est plastique dans le temps, si enlève main, autres régions du cortex vont prendre la place pour pas qu’il y ait des zones du cortex de perdues
Décrit la plasticité du cortex somato-sensoriel
• La surface du cortex de souris innervé par les moustaches est aussi grande que celle pour tout le reste du corps
• Il existe une plasticité dans le raffinement des connexions dans le
cortex somato-sensoriel
chaque moustache contacte une zone bien délimitée (vibrisse A1 contacte barrel A1) dimensions spatiales sont bien conservées
c’est plastique pcq si ya une vibrisse de + , les autres barrels sont + petits pour faire de la place pour un extra barrel
si perd une vibrisse, le tonneau est pas perdu mais est colonisé par les autres d’à côté
si fusionne 2 vibrisses, leurs barrels fusionnent
• Il existe une plasticité dans les cartes
topographiques sensorielles suite à
une lésion
si perd un bras, au thal l’espace est pas perdue et surtout pas perdue au cortex (tronc et face prennent la place dans les 2 parties)
Qu’est-ce que la douleut (membre) fantome?
douleur (membre) fantôme: due à plasticité des connections, quand face prend place de bras, au début si stim face, ancienne région du bras est stim et sent comme sit bras était stim
