Cours 8 - Formation des Synapses Flashcards
Qui suis-je?
Je suis le principal neurotransmetteur excitateur du SNC
Glutamate
Qui suis-je?
Je suis le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC
GABA
Qui suis-je?
Je suis un neurotransmetteur inhibiteur qu’on retrouve principalement dans la moelle épinière, le tronc cérébral et la rétine
Glycine
Qui suis-je?
Je suis un neurotransmetteur des synapses motrices, des ganglions autonomes et de certaines synapses su SNC
Acétylcholine
Nommez 3 neuromodulateurs
1) Dopamine
2) Serotonine
3) Noradrénaline
Nommez 3 types de synapse en fonction de leur localisation sur le neurone post-synaptique
1) Synapse axo-somatique (Sur le corps cellulaire / soma)
2) Synapse axo-dendritique (Sur un dendrite)
3) Synapse Axo-axonique (Sur le segment initial de l’axone)
Nommez une structure spécialisée des cellules pyramidales du cortex et son rôle
Les épines dendritiques
=> Pour recevoir une portion des synapses glutamatergiques
Décrivez l’évolution du nombre de synapse au cours de la vie
1) Le nombre de synapse augment pendant une longue période de temps
2) Le nombre est stabilisé à la fin de l’adolescence
Nommez une caractéristique des synapses chez les patients schizophrènes
Leur nombre de synapses GABAergiques est réduit dans le cortex frontal
Nommez les différentes phases de la formation d’une synapse
1) Premier CONTACT entre la cellule pré-et post-synaptique
2) STABILISATION et début de la formation de la synapse
3) Différenciation / maturation de la terminaison PRÉ-synaptique
4) Différenciation / maturation de la terminaison POST-synaptique
5) PLASTICITÉ synaptique
Vrai ou Faux
La différentiation pré-synaptique vient avant la post-synaptique
Faux
Les étapes ne sont pas séparées dans le temps. La formation de synapses est un continuum d’évenements.
Vrai ou Faux
Le développement de la morphologie d’une synapses est rapide
Faux
Il s’agit d’un long processus qui peut prendre plusieurs semaines
Nommez une raison pourquoi il est difficile de reconnaître les nouvelles synapses
Puisqu’elle n’ont pas les mêmes caractéristiques d’une synapse mature
Nommez 3 différences entre une synapse jeune et mature
Jeune synapse:
1) Peu ou pas de vésicules pré-synaptiques
2) Pas de spécialisations post-synaptiques
3) Les terminaisons pré et post-synaptiques sont très proches
Synapse mature:
1) Beaucoup de vésicules présynaptiques
2) Spécialisations post-synaptiques (flèches)
3) Fente synaptique est présente
Vrai ou Faux
Il est possible de de voir des terminaisons pré-ou post-synaptiques sans leur partenaire
Vrai
Nommez 4 techniques utilisées pour étudier la formation d’une synapse
1) Morphologie (MICROSCOPIE électronique)
2) MARQUAGE des molécules synaptiques (immunochimie)
3) ESSAI de la fonction synaptique (électrophysiologie)
4) Systèmes simplifiés (cultures des neurones dissociés)
** Combinaison **
À quelle vitesse une nouvelle synapse devient-elle active
Une phase rapide de maturation fonctionnelle se produit en quelques minutes
Qu’est-ce qui explique la phase de maturation rapide des synapses (2)
Elle s’explique principalement par des événements qui précèdent le contact:
1) L’expression des mécanismes de libération du NT par le cône de croissance
2) L’expression des récepteurs pour le NT par la cellule post-synaptique
Nommez 2 événements importants à la stabilisation du contact entre les cellules pré- et postsynaptiques et le début de la formation d’une synapse
1) Augmentation du CALCIUM
2) Augmentation de l’ADHÉRENCE cellulaire médiée par des molécules spécifiques
Nommez 1 conséquence d’un contact avec la bonne cible cellulaire
Augmentation du calcium dans le cône de croissance
Vrai ou Faux
La force d’adhérence entre le cône de croissance et la cellule cible augmente rapidement après le contact
Vrai
Cette force s’explique par des interactions entre plusieurs molécules
Nommez 4 complexes de molécules impliqués dans l’adhérence entre le cône de croissance et la cellule cible
1) Cadhérines
2) Ephrine-Eph
3) SynCam
4) Neurologine-Neurexine
Nommez 1 caractéristique des cadhérines
1) Elle sont calcium-dépendantes
Nommez 1 rôle des cadhérines
Il s’agit de molécules d’adhérence
Où retrouve-t-on les cadhérines
Sur différentes synapses du SNC
Nommez 2 conséquences du bloquage de cadhérines dans les cultures d’hippocampes
1) Bloque la différenciation des ÉPINES post-synaptiques
2) Bloque la différenciation de terminaisons PRÉ-synaptiques
Les EphBs sont divisés en 2 sous-classes A et B en fonction de quoi?
En fonction de leur affinité pour les ligands:
A) Ephrine-A
B) Ephrine-B
Nommez 1 caractéristique des EphBs
Ils forment une famille de récepteurs tyrosines kinases
Nommez 1 localisation du complexe EphB-ephrinB et leur rôle
Localisation:
- Dans l’hippocampe in vivo (neurones in vitro)
Rôle:
- Induit le regroupement des récepteurs NMDA
Nommez 2 particularité des SynCam
1) Elles contiennent des domaines immunoglobulines
2) Elles sont localisés sur les membranes pré- et post-synaptiques
La transfection de cellules non-neuronales avec SynCam peut induire quoi
La différenciation de terminaison pré-synaptique excitatrices fonctionnelles dans les neurones d’hippocampe en culture
Vrai ou Faux
L’expression de SynCam dans le cerveau du rat s’arrête à leur naissance
Faux
L’expression augmente progressivement au cours des 3 premières semaines postnatales
Nommez 1 rôle du complexe Neurologine-Neurexine
Il a une activité synaptogénique puissante
- Les neuroligines post-synaptiques promouvoient l’assemblage de spécialisation pré-synaptique
- Les neurexines (par interaction avec les neuroligines) peuvent induire la formation de spécialisations post-synaptique
Nommez 2 caractéristiques du complexe neuroligine-neurexine
1) Il s’agit d’un système d’adhérence HÉTÉROPHILIQUE
2) Les 2 protéines sont codés par plusieurs gènes et l’épissage alternatif => Génère plusieurs ISOFORMES
Neuroligin-1 est situé principalement sur les synapses _______
Excitatrices
??? est situé principalement sur les synapses _______
Inhibitrices
Des mutations de Neuroligins-Neurexin sont impliquées dans quoi
Dans des maladies neurodéveloppementales / autismes
Nommez 1’enzyme qui produit le GABA
GAD67
Nommez un transporteur du GABA
GAT-1
Pourquoi est-ce que le cône de croissance relâche spontanément le NT
** Étude en cours **
Ceci pourrait savoir un rôle dans la maturation des neurones
- Croissance dendritique
- Croissance axonale
- Formation des synapses
Vrai ou Faux
La machinerie moléculaire pour la libération de NT est présente spontanément dans le cône de croissance
Vrai
Mais elle est probablement immature.
Expliquez les mécanisme de régulation de la libération de NT par le cône de croissance
Globalement, les mécanismes moléculaires de régulation de la libération de NT par le cône de croissance ne sont pas entièrement connues et sont à l’étude
Vrai ou Faux
La libération de NT par la médiation des vésicules peut se produire dans le cône de croissance
Vrai
Une preuve expérimentale à l’appuie est la technique de FM
Expliquez la technique de FM
1) Placer la terminaison dans un milieu avec du FM4-64 (colorant fluorescent qui ne traverse pas les membranes)
2) Dépolariser la terminaison (Endocytose du FM4-64)
3) Retirer le FM4-64 du milieu
4) Dépolarisation de la terminaison (loaded)
5) Exocytose du FM4-64
Nommez 1 rôle de la technique de FM
Elle a permise de démontrer que le cône de croissance est déjà capable de libérer un NT par des vésicules
Quelle est la rapidité de la différenciation d’une terminaison pré-synaptique
Elles montrent un développement moléculaire rapide (avant la maturation post-synaptique
Nommez 1 technique utilisée pour la détection de nouvelles terminaisons
La méthode FM4-64
Nommez 1 protéine pré-synaptique et 1 protéine post-synaptique
Pré-synaptique:
=> Baxon
Post-synaptique:
=> PSD-95 (neuroligine)
A) Quelles terminaisons montrent un développement moléculaire plus rapide entre pré- et post-synaptique.
B) Décrivez l’expérience associée
A) Pré-synaptique
1) Détection de nouvelles terminaisons avec FM4-64
2) Fixage /marquage des protéines pré-synaptique (Basson) et post-synaptiques (PSD-95)
3) Observation après 45 minutes
=> Basson est présent chez 90%
=> PSD-95 est présent chez 30%
Qu’est-ce qu’un système de signalisation asymétrique
Il s’agit d’un système qui fourni des instructions différentes au cône de croissance et aux cellules post-synaptiques.
A) Signal au cône de croissance:
- Induit le recrutement de vésicules synaptiques
- Active la machine moléculaire associée à la libération de NT
B) Signal aux cellules post-synaptiques
- Regrouper les récepteurs du NT au bon endroit
Nommez 2 types de signaux moléculaires qui induisent la différenciation des terminaisons pré-synaptiques
1) Les molécules d’adhésion
2) Les neurotrophines
Nommez 2 paires de molécules d’adhésion impliquées dans la différenciation des terminaisons pré-synaptiques
1) Neuroligine-neurexine
2) Wnt-7a-Frizzled
Ces molécules d’adhésion sont impliquées dans la formation de synapse entre les neurones pontines et les cellules granulées dans le cervelet
Nommez 2 neurotrophines impliquées dans la différenciation des terminaisons pré-synaptiques
1) BDNF
2) CTNF
Ces 2 facteurs neurotrophiques augmentent la libération de NT des jonctions neuromusculaires en développement (Augmentation de l’activité spontané et de l’amplitude)
Vrai ou Faux
La neurotransmission des terminaisons pré-synaptiques permet l’agrégation des récepteurs post-synaptique
Faux
- Le blocage de la neurotransmission par application de D-tubocurarine (antagoniste du AChR) n’a pas d’incidence sur l’agrégation de AChR.
- Il s’agit plutôt de facteurs moléculaires comme l’agrine
Nommez 1 signal moléculaire pour l’aggrégation des récepteurs post-synaptiques
L’agrine
Vrai ou Faux
La présence de terminaisons pré-synaptique induit l’agrégation des récepteurs
Vrai
Nommez 2 avantage du modèle de la jonction neuromusculaire (NMJ)
1) Un motoneurone innerve une fibre musculaire, vs un neurone du SNC qui peut recevoir plus de 10’000 synapses
2) La taille des jonctions neuromusculaires est beaucoup plus grandes que celles des synapses dans le SNC
Nommez les 3 événements principaux qui se produisent lorsque la terminaison post-synaptique de la NMJ se différencie
** NMJ => Jonction neuromusculaire **
1) L’AGRÉGATION des récepteurs AchR pré-existants
2) L’ACTIVATION transcriptionnelle des noyaux situés en dessous de la synapse
3) La RÉPRESSION transcriptionnelle des noyaux extra-synaptiques
Qu’est-ce que l’agrine et quel est son rôle
- Il s’agit d’une protéoglycane dans la lame basale produite par les muscles et les motoneurones.
- Elle est capable de provoquer le regroupement des récepteurs ACh
Quel agrine entre celle produite par les muscles et celle produite par les motooneurones est la plus importante pour l’agrégation des récepteurs ACh
Celle produite par les motoneurones
Expérience:
1) Culture mixte (rat-poulet):
2) Anticorps qui bloque la fonction de l’agrine de poulet mais pas de rat
=> L’anticorps qui bloque la fonction de l’Agrine de poulet réduit l’aggrégation des récepteurs ACh si le neurone (Pas le muscle) est dérivé du poulet
Qu’est-ce que MuSK
Il s’agit d’un récepteur tyrosine-kinase situé sur la membrane du muscle
Qu’est-ce que Rapsyne
Il s’agit d’une protéine cytoplasmique associée avec les récepteurs ACh
Décrivez la réponse post-synaptique à l’Agrine
1) Liaison de l’Agrine au récepteur MuSK (Phosphorylation)
2) Libération de rapsyne
3) La rapsyne regroupe les récepteurs ACh (Phosphorylation)
Qu’arrive-t-il chez les souris Knock-out pour MuSK
1) Les récepteurs ACh ne sont pas regroupés
2) Les terminaisons pré-synaptiques ne sont pas différenciées
Vrai ou Faux
L’innervation du muscle par un motoneurone induit la production / insertion de nouveaux récepteurs ACh
Vrai
Expliquez les mécanismes de l’induction de la production/ insertion de nouveaux récepteurs ACh
1) L’activité neuronale supprime la synthèse des récepteurs ACh par les noyaux extra-jonctionales
2) La Neureguline stimule la synthèse de sous-unités spécifiques
=> Régule l’expression des récepteurs ACh
Vrai ou Faux
La composition des sous-unités des récepteurs ACh change au cours du développement
Vrai
Vrai ou Faux
Plusieurs membres de la famille des neureguline et des ErbB sont exprimées dans le système nerveux central
Vrai
Qu’est-ce que ErbB
Le récepteur de la neureguline
Nommez 2 rôles de la voie Neureguline-ErbB
1) Elle régule l’expression et le REGROUPEMENT des récepteurs glutamatergique (AMPA et NMDA) et GABAergiques
2) Elle est impliquée dans d’autres processus de DÉVELOPPEMENT (Migration neuronale, différenciation gliale)
À quoi on été associées des mutations de la Neureguline
À la schizophrénie
Quelles molécules gardent les récepteurs ensemble?
Rapsyne
Est-ce que la synthèse de nouveaux récepteurs se fait au noyau ou peuvent-ils se produire localement?
Ils peuvent se produire localement:
- Les ARNm sont formés dans le noyau et ensuite transportés dans le dendrite, où ils seront traduits lorsque nécessaire
Nommez 1 signal moléculaire qui induit le regroupement des récepteurs NMDA
EphrineB1-EphB1
Qu’est-ce qui permet d’abolir le regroupement des récepteurs AMPA
Absence des trois EphrineB
Nommez 1 signal moléculaire qui induit l’agrégation des récepteurs glutamatergique (AMPA) post-synaptique dans le SNC
Le pentraxin NARP
Qu’est-ce qui réglemente NARP
Réglementée par l’activité électique
Où est sécrétée NARP
Dans l’espace extracellulaire
Décrivez l’expérience qui a confirmé la relâche spontanée de NT par le cône de croissance
1) Patch clamp Outside-Out d’une cellule avec AChR (Sniffer)
2) Sniffer dans le bain ne détecte pas d’ACh
3) Sniffer près du cône détecte de l’ACh
Qu’est-ce que Synaptophysin
Une protéine associée aux vésicules synaptiques
Vrai ou Faux
Il existe des paquets préfabriqués des molécules pré- et post-synaptiques pour produire une synapse naissante
Vrai
Ils sont présents dans l’axone et la dendrite et prêt à s’arrêter au synapse naissante
Quelle(s) molécule(s) permet(tnet) l’agrégation de récepteurs post-synaptiques dans une synapse glycinergique
1) Gephyrine
Quelle(s) molécule(s) permet(tnet) l’agrégation de récepteurs post-synaptiques dans une synapse GABAergique
Plusieurs molécules:
1) Gephrin
2) Radixin
etc…
Quelle(s) molécule(s) permet(tnet) l’agrégation de récepteurs post-synaptiques AMPA
1) SAP-102
Quelle(s) molécule(s) permet(tnet) l’agrégation de récepteurs post-synaptiques NMDA
1) PSD-95
Vrai ou Faux
La composition des sous-unités des récepteurs ACh change au cours du développement
Vrai
Comment est-ce que la Neureguline régule l’expression des récepteurs ACh
En stimulant la synthèse de sous-unités spécifique (Epsilon)
Vrai ou Faux
L’Activité neuronale active la synthèse des récepteurs ACh
Vrai
Pour les noyaux près de la synapse mais
Elle supprime la synthèse des AChR par les noyaux extra-jonctionales
Nommez 2 problèmes associés à l’identification d’une nouvelle synapse
1) Les jeunes synapses n’ont pas les mêmes caractéristiques que les synapse matures
2) Il est possible de voir des terminaisons synaptiques sans partenaire
Nommez 1 solution au problème d’identification d’une nouvelle synapse
La combinaison de techniques
- ME
- Immunochimie
- Électrophysiologie
- Culture de neurones dissociés
À quelle vitesse une nouvelle synapse devient-elle active?
Le cône de croissance relâche spontanément le NT par des vésicules
Nommez 2 expériences qui prouvent que le cône de croissance relâche spontanément des NT par des vésicules
1) Sniffer
2) FM4-64 (Co-localise avec synaptophysin et relâche suite à une dépolarisation)
Nommez 2 conséquences du contact synaptique (Début de la formation d’une synapse)
1) Augmentation du calcium
2) Augmentation de la force d’adhérence rapide (Molécules d’adhésion)
Nommez 3 changements qui se produisent lorsque la terminaison post-synaptique se différencie
1) Agrégation des AChR pré-existant
2) Activation transcriptionnelle des noyau près des synapses
3) Répression transcriptionnelle des noyaux extra-synaptiques (loin)
Nommez les 2 expériences (et leur conclusion) qui ont menées à la découverte de l’agrine
1) Observation de la dispersion des AChR avec/sans la Bungarotoxin
=> Pas d’effet donc pas en lien avec la neurotransmission
2) Coupure de l’axone et du muscle
=> Il y a encore de l’agrégation donc dans la lame basale
Décrivez l’expérience qui a déterminée quelle agrine (Neurones ou celles des muscles) qui induit le plus l’agrégation
- Culture mixte de rat-poulet
- Anticorps qui bloque l’agrine de poulet
- Les rats sont le contrôle
=> L’agrine produite par les neurones induisent plus l’agrégation
Décrivez l’expérience qui à menée à la compréhension du mécanisme de l’agrine
Souris knock-out pour MuSK
=>Pas d’agrégation AChR
=> Pas de différenciation post-synaptique
Nommez les 2 signaux pour induire la différenciation présynaptique
1) Neutrophines (BDNF et CNTF augmente la libération de NT)
2) Molécules d’adhésion (Systèmes asymétriques)
Nommez 5 changements des propriétés physiologiques des neurones au cours du développement
1) Expression des canaux/ sous-unités (GABAa, Glycine, NMDA)
2) Caractéristiques des potentiels post-synaptiques (Ca2+, Vitesse, Durée)
3) Caractéristiques de la plasticité (Dépression, facilitation)
4) Fonction du GABA (Excitateur =>Inhibiteur)
5) Synapse silencieuse (NMDA mais pas de AMPA)
