Investigando Regiões do Cérebro Ligadas ao Comportamento Social
Estudo analisa áreas do cérebro que afetam a memória e a interação social.
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Índice
O receptor de vasopressina 1b, ou Avpr1b, é importante pra comportamentos sociais, tipo aprender com os outros, lembrar de pessoas e mostrar agressividade. Ele tá principalmente numa área específica do cérebro chamada cornu ammonis área 2 (CA2) no hipocampo. Pesquisas mostram que, quando certas células nervosas nessa área são inibidas, os animais têm dificuldade em reconhecer outros. Por outro lado, aumentar a atividade da vasopressina pode melhorar a memória social.
Outra região do cérebro que chama a atenção é a fásciola cinérea (FC), onde neurônios que expressam Avpr1b são comuns. Mas a função exata da FC ainda não tá clara. A FC parece ser uma herança da estrutura original do cérebro que forma o hipocampo. Curiosamente, a FC tá faltando em uma linhagem de camundongos chamada BTBR, que é usada pra estudar comportamentos relacionados ao autismo. Esses camundongos BTBR mostram traços de autismo, como excesso de grooming, dificuldades em interações sociais e tipos únicos de sons vocais.
Esse estudo tem como objetivo dar uma olhada mais de perto na FC e na CA2, comparando os tipos de células e genes nessas áreas. Usando técnicas avançadas, analisamos como diferentes genes agem nessas regiões e o que isso significa pra comportamentos sociais e memória.
Condições de Alojamento dos Camundongos
Todos os camundongos usados no estudo foram criados em um ambiente seguro e limpo, com atenção à temperatura, umidade e limpeza. Eles foram mantidos em gaiolas especiais com cama e recebiam comida e água à vontade. O ambiente era regulado pra manter os camundongos saudáveis durante seu desenvolvimento.
Criando uma Linhagem Especial de Camundongos
Pra estudar os neurônios Avpr1b mais de perto, os pesquisadores criaram um tipo especial de camundongo. Esse camundongo tinha um gene que permitia aos pesquisadores ver os neurônios Avpr1b mais claramente. Ao cruzar duas linhagens diferentes de camundongos, eles geraram uma nova linhagem onde uma proteína fluorescente verde (GFP) foi incorporada. Essa GFP permitiu identificar os neurônios Avpr1b no cérebro.
Preparando para o Estudo
Pra estudar os genes nos neurônios Avpr1b, os pesquisadores isolaram os núcleos celulares das regiões FC e CA2 dos camundongos especialmente criados. Primeiro, eles anestesiaram os camundongos e depois removeram seus cérebros. Em seguida, partes específicas do cérebro foram cuidadosamente extraídas e congeladas pra análise posterior. Os pesquisadores usaram soluções específicas pra quebrar as células e separar os núcleos pra estudos futuros.
Os núcleos isolados foram preparados pra uma técnica chamada Sequenciamento de RNA, que ajuda os pesquisadores a ver quais genes estão sendo expressos nessas células. O RNA dos núcleos foi analisado pra entender melhor as diferenças entre as regiões FC e CA2.
Análise de Dados
Uma vez que o sequenciamento de RNA foi completado, os pesquisadores usaram ferramentas de software específicas pra analisar os dados. Essa análise incluiu classificar os diferentes tipos de células e entender quantos genes foram expressos em cada uma. Eles compararam os dados pra ver quão diferentes as regiões FC e CA2 eram com base na expressão gênica.
Hiplex Assay
Pra ver onde genes específicos estão localizados no cérebro, os pesquisadores usaram um método chamado sistema Hiplex RNAscope. Essa técnica permitiu visualizar os genes de interesse em seções do cérebro, ajudando a confirmar suas posições nas regiões FC e CA2.
Mapeando as Conexões do Cérebro
Os pesquisadores também observaram como os neurônios Avpr1b na FC se conectam a outras áreas do cérebro. Eles injetaram um vírus na FC que ajudaria a traçar as conexões desses neurônios. O mapeamento mostrou que a FC projeta pra várias áreas do cérebro, incluindo o septo lateral intermediário e o CA2 dorsal.
Testes Comportamentais
Pra entender como os neurônios Avpr1b afetam o comportamento, os pesquisadores silenciaram temporariamente esses neurônios usando uma substância específica (CNO). Eles realizaram testes comportamentais onde camundongos interagiram com outros pra ver quão bem reconheceram eles depois de um breve intervalo. Medindo quanto os camundongos cheiraram os animais familiares versus os desconhecidos, eles avaliaram a memória deles.
Curiosamente, silenciar os neurônios Avpr1b na FC não afetou a capacidade dos camundongos de lembrar o animal familiar, sugerindo que a FC pode não ser crucial pra memória social como a área CA2.
Investigando os Camundongos BTBR
A linhagem de camundongos BTBR não tem a FC, o que levanta questões sobre como essa ausência afeta a memória e o comportamento. Os pesquisadores compararam os perfis de expressão gênica dos neurônios CA2 entre camundongos BTBR e camundongos do tipo selvagem (WT). Eles descobriram que, embora os perfis fossem semelhantes, alguns genes foram expressos de maneira diferente entre as linhagens. Essa comparação pode fornecer insights sobre como a ausência da FC pode afetar os comportamentos sociais nos camundongos BTBR.
Conclusão
No geral, esse estudo fornece uma visão clara de diferentes regiões do cérebro relacionadas ao comportamento social e à memória. As descobertas destacam a importância do receptor Avpr1b e os vários papéis das regiões FC e CA2 nesses processos. Estudos futuros podem explorar ainda mais essas conexões e como elas se relacionam a condições como o autismo, como visto no modelo de camundongo BTBR.
Título: Investigation of the Fasciola Cinereum, Absent in BTBR mice, and Comparison with the Hippocampal Area CA2
Resumo: The arginine vasopressin 1b receptor (Avpr1b) plays an important role in social behaviors including social learning, memory, and aggression, and is known to be a specific marker for the cornu ammonis area 2 (CA2) regions of the hippocampus. The fasciola cinereum (FC) is an anatomical region in which Avpr1b expressing neurons are prominent, but the functional roles of the FC have yet to be investigated. Surprisingly, the FC is absent in the inbred BTBR T+tf/J (BTBR) mouse strain used to study core behavioral deficits of autism. Here, we characterized and compared transcriptomic expression profiles using single nucleus RNA sequencing and identified 7 different subpopulations and heterogeneity within the dorsal CA2 (dCA2) and FC. Mef2c, involved in autism spectrum disorder, is more highly expressed in the FC. Using Hiplex in situ hybridization, we examined the neuroanatomical locations of these subpopulations in the proximal and distal regions of the hippocampus. Anterograde tracing of Avpr1b neurons specific for the FC showed projections to the IG, dCA2, lacunosum molecular layer of CA1, dorsal fornix, septofibrial nuclei, and intermediate lateral septum (iLS). In contrast to the dCA2, inhibition of Avpr1b neurons in the FC by the inhibitory DREADD system during behavioral testing did not impair social memory. We performed single nucleus RNA sequencing in the dCA2 region and compared between wildtype (WT) and BTBR mice. We found that transcriptomic profiles of dCA2 neurons between BTBR and WT mice are very similar as they did not form any unique clusters; yet, we found there were differentially expressed genes between the dCA2s of BTBR and WT mice. Overall, this is a comprehensive study of the comparison of Avpr1b neuronal subpopulations between the FC and dCA2. The fact that FC is absent in BTBR mice, a mouse model for autism spectrum disorder, suggests that the FC may play a role in understanding neuropsychiatric disease.
Autores: W Scott Young, S. H. Lee, M. E. Cooke, K. Z. Duan, S. Williams Avram, J. Song, A. G. Elkahloun, G. McGrady, NISC Comparative Sequencing Program, A. Howley, B. Samal
Última atualização: 2024-03-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.21.586108
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.21.586108.full.pdf
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