Academic literature on the topic 'Synapses inhibitrices'

Les interneurones du stratum oriens/alveus (O/As), incluant ceux avec une projection axonale s'étendant jusqu'au stratum lacunosum-moleculare (O-LMs) de l'hippocampe reçoivent des projections inhibitrices locales, et possiblement une projection extrinsèque provenant du septum. Peu de choses sont connues sur les propriétés des synapses inhibitrices sur les O/As. La technique du « patch clamp » a été utilisée pour caractériser les courants inhibiteurs évoqués dans des O/As par stimulation de différentes voies inhibitrices. Les données montrent que les courants évoqués par stimulation des voies inhibitrices locales diffèrent de ceux du septum suggérant que des synapses formées par des voies distinctes sur les O/As se démarquent en propriétés et en plasticité synaptique. De plus, les courants enregistrés dans les O-LMs montrent différentes propriétés cinétiques et de plasticité dépendamment à l'âge s'expliquant par l'incorporation synaptique de GABAARα5 lors de la maturation post-natale, qui peut représenter un mécanisme potentiel pour des modifications dans l'inhibition de l'hippocampe.

Le nombre de récepteurs aux neurotransmetteurs aux synapses est un paramètre déterminant de la transmission synaptique. Les récepteurs entrent et sortent continuellement des synapses, mais peuvent aussi être stabilisés via leur interaction avec certaines molécules synaptiques. Dans le cerveau, la transmission inhibitrice rapide est majoritairement assurée par le récepteur du GABA (RGABAA). L’accumulation de RGABAA aux synapses dépend de la géphyrine, principale protéine de l’échafaudage post-synaptique inhibiteur. Au cours de ma thèse je me suis intéressée aux mécanismes qui régulent la diffusion latérale et le nombre de RGABAA aux synapses. J’ai d’abord contribué au développement de méthodes de marquage pour la technique de suivi de molécules uniques (SPT), qui permet d’étudier les paramètres de diffusion des récepteurs membranaires. En utilisant cette technique, j’ai montré que la présence d’un site d’interaction avec la géphyrine sur la sous-unité alpha1 du RGABAA modifiait la diffusion des RGABAA aux synapses, ce qui apporte une nouvelle preuve de l’interaction dans les neurones vivants. J’ai aussi étudié l’influence de l’activité du RGABAA sur son accumulation synaptique dans les neurones d’hippocampe. J’ai montré que l’agoniste et l’antagoniste du RGABAA avaient des actions opposées sur la diffusion ainsi que sur l’accumulation du récepteur aux synapses. Le diazépam, un modulateur positif du RGABAA, a un effet stabilisateur inattendu qui va à l’encontre des effets induits par l’agoniste. Cet effet sur le trafic de surface du RGABAA pourrait constituer un nouveau mécanisme d’action des benzodiazépines et expliquerait leur efficacité lors de leur utilisation clinique

La synapse est une structure macromoléculaire dont les composants sont renouvelés en permanence alors que l’assemblage est quasi-stable. A l’échelle mésoscopique, les récepteurs aux neurotransmetteurs (RN) sont accumulés dans le compartiment post-synaptique (PSD). Cette accumulation résulte de la diffusion latérale des RNs dans la membrane neuronale et de leurs immobilisations transitoires dans la PSD. Les protéines d’échafaudage (PE) localisées sous la membrane post-synaptique constituent des sites de capture en interagissant avec les RNs. Mon travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration avec des chimistes et des physiciens afin de comprendre les paramètres impliqués dans le processus de diffusion-capture. Nous nous sommes intéressés au cas de la capture du récepteur de la glycine (RGly) par les agrégats de PEs des synapses inhibitrices, les géphyrines. Nous avons étudié l’impact de la liaison RGly-géphyrine sur le processus de diffusion-capture sous deux aspects. Le premier est lié à la nature bimodale de liaison du RGly. Le second aborde l’impact des phosphorylations de la boucle M3-M4 de la sous-unité β du RGly sur la liaison avec la géphyrine.Mon travail de thèse montre qu’il est maintenant possible, en utilisant des approches de microscopie super-résolutive, de quantifier les aspects thermodynamiques des interactions moléculaires dans les cellules vivantes<br>The synapse is a macromolecular structure whose components are constantly renewed while the assembly remains quasi-stable. At the mesoscopic level, neurotransmitter receptors (RNs) accumulate in the post-synaptic compartment (PSD). This accumulation is the result of the lateral diffusion of RNs in the neuronal membrane and transient immobilization within the PSD. This mechanism, called diffusion-trapping has been highlighted by single-molecule-tracking techniques. Scaffold proteins (PE) are localized under the post-synaptic membrane. These proteins form trapping-sites by interacting with RNs. Through an interdisciplinary approach in collaboration with chemists and physicists, the aim of my doctoral research was to understand the parameters that are involved in diffusion-trapping mechanisms. We especially focused on glycine receptor (RGly) trapping by PE clusters at inhibitory synapses, namely the scaffold protein gephyrin. The gephyrin- interaction motif of the GlyR is located within the cytoplasmic domain of the β-subunit of the receptor, the so-called β-loop. Two aspects of the impact of RGly-gephyrin binding on diffusion-trapping were studied. The first was to identify the source of the RGly-gephyrin bimodal binding. The second one addressed the regulation of gephyrin binding by phosphorylation of the GlyR βLoop.My research thus shows that it is now possible to quantify thermodynamic aspects of molecular interactions in living cells using high-density single-molecule-tracking

Le developpement des synapses formees par les interneurones inhibiteurs de la couche moleculaire du cervelet a ete etudie fonctionnellement. Des tranches de cervelet de rats ages de 10 a 40 jours post-natals ont ete employees. Les enregistrements ont ete effectues avec la technique du path-clamp. Le developpement de la synapse entre interneurone et cellule de purkinje a ete caracterise en enregistrant des paires de neurones synaptiquement connectees. Une decroissance d'un facteur 10 du poids moyen de la connexion synaptique, entre la seconde et la quatrieme semaine post-natale, a ete trouve. L'analyse des donnees nous a permis de montrer que des facteurs pre- et post-synaptiques sont impliques dans ce changement. Deux nouveaux types d'actions des interneurones sur eux-memes ont ete mis en evidence et caracterise. Le premier type est une auto-inhibition de l'interneurone via une synapse qu'il forme avec lui-meme, aussi appelee une autapse. Le second type d'action resulte de l'activation de recepteurs au gaba sur l'axone, par le gaba libere par l'axone, d'ou leur nom d'autorecepteurs.

Le thalamus, via les neurones glutamatergiques thalamocorticaux (TC), est le dernier relai dans le cheminement des informations de la périphérie vers le cortex. Le réseau intrathalamique repose sur les interactions entre ces neurones TC et des neurones GABAergiques regroupés dans le Noyau Réticulé Thalamique (NRT). Ces deux types de neurones contribuent au traitement des informations issues de la périphérie et à la genèse des activités oscillantes pendant le sommeil. Pendant les phases de sommeil à ondes lentes les neurones TC et NRT émettent de manière périodique et synchrone des bouffées de potentiels d'action à haute fréquence associées à de forts influx de calcium dus à l'activation des canaux calciques de type T. Au cours de ma thèse, j'ai cherché à déterminer si ces activités étaient susceptibles de modifier la force synaptique. En utilisant un protocole d'induction mimant l'excitabilité des neurones thalamiques durant le sommeil à ondes lentes, j'ai mis en évidence une dépression à long terme (LTD) de la synapse GABAergique entre les neurones NRT et TC. J'ai montré que cette LTD était d'origine post-synaptique et nécessitait en synergie 1) l'activation des récepteurs GABAA présents à la synapse, 2) une forte entrée de calcium dans les neurones TC spécifiquement par les canaux calciques de type T, 3) l'activation des récepteurs métabotropiques du glutamate. L'exigence d'une entrée massive de calcium par les canaux calciques de type T suggère que seules les activités thalamocorticales associées au sommeil à ondes lentes sont susceptibles de déclencher cette LTD<br>Thalamocortical (TC) glutamatergic neurons from the thalamus are the last relay in the flow of information from the periphery to the cortex. Intrathalamic network is based on the interactions between these TC neurons and the GABAergic neurons located in the Thalamic Reticularis Nucleus (TRN). These two types of neurons contribute to the processing of information arising from the periphery and to the generation of oscillatory activities during sleep. During slow-waves-sleep, NRT and TC neurons discharge rhythmically and synchronously high frequency bursts of action potentials associated with calcium influx occurring through T-type calcium channels. During my thesis, I sought to determine whether these activities were capable of changing synaptic strength. Using an induction protocol mimicking the excitability of thalamic neurons during slow-wave sleep, I highlighted a long-term depression (LTD) of the synapse between NRT GABAergic neurons and TC neurons. I showed that LTD induction had a postsynaptic origin and required synergistically 1) the synaptic activation of GABAA receptors, 2) a high calcium entry in TC neurons specifically through T-type calcium channels 3) the activation of metabotropic glutamate receptors. The requirement of calcium influx through the T-type calcium channels suggests that only thalamocortical activities associated with slow wave sleep may trigger this LTD

La microscopie optique stochastique de reconstruction (STORM) contourne la limite de diffraction en enregistrant des signaux monomoléculaires spatialement et temporellement séparés, atteignant une résolution de ~10-40 nm. Dans mon étude, j'ai développé une stratégie d'imagerie et d'analyse de données dSTORM bicolore afin d'étudier l'ultrastructure des synapses inhibitrices mixtes. Mes résultats ont montré que les GlyRs, les GABAARs, la géphyrine et RIM1/2 présentent une organisation intra-synaptique hétérogène et forment des domaines sous-synaptiques (SSDs). Les GlyR et les GABAAR ne sont pas complètement mélangés, mais peuvent occuper des espaces différents à la densité post-synaptique (PSD). De plus, les SSD de géphyrine postsynaptique sont alignées avec les SSD de RIM1/2 pré-synaptiques, formant des nanocolonnes trans-synaptiques. Au cours d'une activité neuronale élevée par traitement 4-AP, la corrélation spatiale entre les GlyRs, les GABAARs et la géphyrine a augmentée au PSD. De plus, la corrélation spatiale des GlyRs et RIM1/2 a également augmenté, tandis que celle des GABAARs et RIM1/2 n'a pas changé. Le nombre de SSD par synapse pour ces protéines synaptiques n'est pas modifié par 4-AP. Cette étude fourni un nouvel angle de compréhension des mécanismes sous-jacents à la co-transmission GABAergique/glycinergique<br>Stochastic optical reconstruction microscopy (STORM) bypasses the diffraction limit by recording spatially and temporally separated single molecule signals, achieving a resolution of ~10-40 nm. In my study, I have developed a two-color dSTORM imaging and data analysis strategy, in order to investigate the ultrastructure of mixed inhibitory synapses. My results show that GlyRs, GABAARs, gephyrin and RIM1/2 exhibit a heterogeneous intra-synaptic organization and form sub-synaptic domains (SSDs). GlyRs and GABAARs were not fully intermingled, but sometimes occupied different spaces at the post-synaptic density (PSD). In addition, post-synaptic gephyrin SSDs were aligned with pre-synaptic RIM1/2 SSDs, forming trans-synaptic nanocolumns. During elevated neuronal activity by 4-AP treatment, the spatial correlation between GlyRs, GABAARs and gephyrin was increased at the PSD. Moreover, the spatial correlation of GlyRs and RIM1/2 was also increased, while that of GABAARs and RIM1/2 did not change. The number of SSDs per synapse for these synaptic proteins was not changed by 4-AP. My study thus provides a new angle for understanding the mechanisms underlying GABAergic/glycinergic co-transmission