Há estudos que mostraram que o ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), microinjetado nas estruturas do teto mesencefálico (corpos quadrigêmeos) de ratos evoca comportamentos defensivos do tipo pânico que podem ser seguidos por uma resposta antinociceptiva. Tem sido sugerido que respostas defensivas relacionadas ao medo organizadas por neurônios do tronco cerebral podem ser moduladas por projeções ascendentes mediadas pelo neurotransmissor 5-hidroxitriptamina (5-HT) do núcleo dorsal da rafe (NDR), e fenômenos antinociceptivos induzidos pelo medo inato podem ser organizados por vias serotoninérgicas descendentes também originadas no NDR. Os neurônios do NDR que originam tais conexões, por sua vez, podem ser moduladas por monoaminas que recrutam receptores 5-HT2A localizados no NDR. Não obstante, háuma escassez de estudos mostrando o papel dos receptores 5-HT2A do NDR na modulação do comportamento do tipo pânico e da antinocicepção induzida pelo medo inato organizados nos colículos superiores e inferiores. O objetivo deste estudo foi investigar a participação dos receptores 5-HT2A do NDR na modulação do comportamento de defesa organizado pelos corpos quadrigêmeos e da antinocicepção induzida pelo medo evocados por microinjeções de NMDA nos corpos quadrigêmeos. No experimento I, os animais receberam microinjeção de veículo (NaCl 0,9% / 0,2?L) ou 6, 9 e 12 nmol NMDA no CI. No experimento II, foi realizado o pré-tratamento do NDR com microinjeções de veículo ou o antagonista seletivo do receptor 5HT2A (R-96544) nas concentrações de 5, 10 e 15 nM. Dez minutos depois, o NMDA na dose mais efetiva (12 nmol) foi injetado no CI. Em ambos os experimentos, as respostas defensivas foram analisadas quantitativamente durante 10 min e, em seguida, as latências de retirada de cauda foram medidas a intervalos de 10 min durante 70 min. No experimento III, os animais receberam microinjeção de salina fisiológica ou NMDA (6, 9 e 12 nmol) nas cpSC. No experimento IV, a dose mais efetiva de NMDA (12 nmol) ou veículo foi precedida por microinjeções de veículo ou antagonista seletivo do receptor 5HT2A (R- 96544) em diferentes concentrações, 0.5, 5 e 10 nM. Ambos os efeitos pró-eversivos e antinociceptivos provocados pelas injecções intra-cpCS de NMDA foram atenuados pelo pré-tratamento do NDR com R-96544. No experimento V, a análise morfológica mostrou que os receptores 5-HT2A estão presentes nos interneurônios GABAérgicos do NDR. Em conjunto, esses achados sugerem que o bloqueio dos receptores 5-HT2A no NDR é capaz de atenuar tanto o comportamento defensivo do tipo pânico quanto a antinocicepção induzida pelo medo organizada pelos corpos quadrigêmeos. / There are studies that suggest that N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) microinjected into the midbrain tectum structures, such corpora quadrigemina, of rats evokes panic-like defensive behaviours that can be followed by an antinociceptive response. It has been suggested that fear-related defensive responses organised by brainstem neurons can be modulated by ascending projections mediated by the neurotransmitter 5-hydroxytryptamine (5-HT) of the dorsal raphe nucleus (DRN), and phenomena of innate fear-induced antinociception can be organised by descending serotonergic pathways also originating from the DRN. The DRN neurons that give rise to such connections, in turn, can be moduled by monoamines that recruit 5-HT2A receptors located in the DRN. Nevertheless, there is a shortage of studies showing the role of DRN 5-HT2A receptors in the modulation of panic-like behaviour and innate fearinduced antinociception organised by superior and inferior colliculi. The purpose of this study was to investigate the participation of DRN 5-HT2A receptors in the modulation of panic-like behaviour and antinociception evoked by corpora quadrigemina injections of NMDA. In experiment I, the animals received microinjection of vehicle (0.9%NaCl/0.2?L) or 6, 9 and 12 nmol NMDA into the IC. In experiment II, it was performed the pretreatment of DRN with microinjections of vehicle or the 5HT2A receptor selective antagonist (R-96544) in a concentration of 5, 10 and 15 nM. Ten minutes later, NMDA at the most effective dose (12nmol) was injected in the IC. In both experiments, the defensive responses were quantitatively analysed for 10 min and then the tail-flick withdrawal latencies were measured at 10 min-intervals for 70 min. In experiment III, the animals received microinjection of physiological saline or NMDA (6, 9 and 12 nmol) into the deep layers of SC (dlSC). In experiment IV, the most effective dose of NMDA (12 nmol) or vehicle was preceded by microinjections of vehicle or 5HT2A receptor selective antagonist (R-96544) at different concentrations (0.5, 5, and 10 nM). Both proaversive and antinociceptive effects elicited by intra-dlSC injections of NMDA were attenuated by the pretreatment of the DRN with R-96544. In experiment V, the morphological analysis showed that 5-HT2A receptors are present in GABAergic interneurons in the DRN. Taken together, these findings suggest that the blockade of DRN 5-HT2A receptors decreased both panic attack-like defensive behaviour and fear- induced antinociception organised by the corpora quadrigemina neurons.

A amígdala expandida central (EAc) inclui os núcleos central da amígdala (CeA), intersticial lateral da estria terminal (BSTl), intersticial do ramo posterior da comissura anterior (IPAC) e amígdala expandida sublenticular (SLEA). A EAc e a concha do acumbens possuem densa inervação dopaminérgica, implicada em processos motivacionais, e cuja origem foi estudada com a técnica de dupla marcação celular, combinando-se imunofluorescência para o traçador retrógrado Fluoro-Gold e para a tirosina hidroxilase. Nossos resultados indicam que a inervação dopaminérgica do CeA e BSTl é semelhante, se originando em igual proporção da área tegmental ventral (A10) e do núcleo dorsal da rafe/substância cinzenta periaquedutal (A10dc). A inervação dopaminérgica da SLEA, IPAC e concha do acumbens se origina principalmente do grupo A10. Com um anticorpo específico para dopamina vimos que parte da projeção do A10dc para o CeA é de fato dopaminérgica. Os grupos dopaminérgicos diencefálicos não inervam a EAc e a concha do acumbens. / The central extended amygdala (EAc) includes the central amygdaloid nucleus (CeA), lateral bed nucleus of the stria terminalis (BSTl), interstitial nucleus of the posterior limb of the anterior commissure (IPAC) and sublenticular extended amygdala (SLEA). The dopaminergic innervation of the EAc and nucleus accumbens shell is functionally related to motivational processes. Its origin was studied by combining immunofluorescence to tyrosine hydroxylase and Fluoro-Gold, used as retrograde tracer. Our results show that dopaminergic fibers to the CeA and BSTl derive in equal proportion from neurons in ventral tegmental area (A10) and in dorsal raphe nucleus/periaqueductal gray (A10dc). Dopaminergic inputs to SLEA, IPAC and accumbens shell arise mainly from A10 neurons. Using a dopamine antibody, we confirmed that A10dc projections to CeA are in part dopaminergic. Futhermore, the present data indicate that the diencephalic dopaminergic groups do not project to EAc and accumbens shell.

A amígdala expandida central (EAc) inclui os núcleos central da amígdala (CeA), intersticial lateral da estria terminal (BSTl), intersticial do ramo posterior da comissura anterior (IPAC) e amígdala expandida sublenticular (SLEA). A EAc e a concha do acumbens possuem densa inervação dopaminérgica, implicada em processos motivacionais, e cuja origem foi estudada com a técnica de dupla marcação celular, combinando-se imunofluorescência para o traçador retrógrado Fluoro-Gold e para a tirosina hidroxilase. Nossos resultados indicam que a inervação dopaminérgica do CeA e BSTl é semelhante, se originando em igual proporção da área tegmental ventral (A10) e do núcleo dorsal da rafe/substância cinzenta periaquedutal (A10dc). A inervação dopaminérgica da SLEA, IPAC e concha do acumbens se origina principalmente do grupo A10. Com um anticorpo específico para dopamina vimos que parte da projeção do A10dc para o CeA é de fato dopaminérgica. Os grupos dopaminérgicos diencefálicos não inervam a EAc e a concha do acumbens. / The central extended amygdala (EAc) includes the central amygdaloid nucleus (CeA), lateral bed nucleus of the stria terminalis (BSTl), interstitial nucleus of the posterior limb of the anterior commissure (IPAC) and sublenticular extended amygdala (SLEA). The dopaminergic innervation of the EAc and nucleus accumbens shell is functionally related to motivational processes. Its origin was studied by combining immunofluorescence to tyrosine hydroxylase and Fluoro-Gold, used as retrograde tracer. Our results show that dopaminergic fibers to the CeA and BSTl derive in equal proportion from neurons in ventral tegmental area (A10) and in dorsal raphe nucleus/periaqueductal gray (A10dc). Dopaminergic inputs to SLEA, IPAC and accumbens shell arise mainly from A10 neurons. Using a dopamine antibody, we confirmed that A10dc projections to CeA are in part dopaminergic. Futhermore, the present data indicate that the diencephalic dopaminergic groups do not project to EAc and accumbens shell.

Extensive serotonin (5-HT) fiber innervation throughout the brain corroborates 5-HT’s modulatory role in numerous behaviors including social behavior, emotion regulation, and learning and memory. Abnormal brain 5-HT levels and function are implicated in Autism Spectrum Disorder (ASD) which often co-occurs with other neuropsychiatric conditions. While 5-HT therapeutics are used to treat ASD, variable improvements in symptomatology require further investigation of 5-HT-mediated pathology. Neurexins (Nrxns) are presynaptic cell adhesion molecules that maintain synapse function for proper neural circuit assembly. Given that aberrant Nrxn and 5-HT function independently contribute to signaling pathology and behavioral impairments, it is critical to understand how Nrxn-mediated 5-HT neurotransmission participates in pathological mechanisms underlying ASD. Using fluorescence in situ hybridization, I found that the three Nrxn genes (Nrxn1, Nrxn2, and Nrxn3) are differentially expressed in 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus (DRN) and median raphe nucleus which contain the primary source of 5-HT neurons in the brain. Our lab generated a mouse model with selective deletion of Nrxns in 5-HT neurons to investigate the function of Nrxns in 5-HT signaling. The loss of Nrxns at 5-HT release sites reduced 5-HT release in the DRN and hippocampus and altered 5-HT innervation in specific brain regions. The lack of 5-HTergic Nrxns also reduced sociability and increased depressive-like behavior in males. This mouse model provides mechanisms to shed new light on 5-HT neurotransmission in the generation of complex behaviors.