京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第18845号 / 理博第4103号 / 新制||理||1590(附属図書館) / 31796 / 京都大学大学院理学研究科生物科学専攻 / (主査)教授 濱田 穣, 准教授 平﨑 鋭矢, 教授 岡本 宗裕 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DFAM

Numerous studies show that a low level of response to the intoxicating effects of alcohol is considered a risk factor for future alcoholism. However, assessing this sensitivity usually requires administering a controlled dose of alcohol, which has a number of inherent problems. Early observations in our lab suggest that the response to anesthetics that show cross tolerance with alcohol, like ketamine, are blunted in nonhuman primates at risk for high alcohol intake, and may be a viable measure of future alcohol consumption. This study was designed to test potential predictors of future alcohol consumption using the change in ketamine across repeated exposures (i.e., tolerance). In addition, potential mediating factors of alcohol consumption, including early temperament and behavior, were assessed. Subjects were 16 three-year-old, alcohol naïve rhesus macaque males raised by their biological mothers. Ketamine Exposure-Each subject was exposed to three 10.0 mg/kg intramuscular doses of ketamine. The time from injection to recovery from anesthetic was recorded for each dose, to be used as a measure of subject's sensitivity and developed tolerance. Alcohol Intake Assessment-Two weeks after the final ketamine dose, subjects were allowed ad libitum access to a palatable 8.4% alcohol solution for two-hours a day, five days a week, for six weeks. During the Two-Choice phase of testing, subjects were simultaneously given ad libitum access to the 8.4% alcohol solution and to a sweetened solution for two-hours a day, five days a week, for four weeks. Solution consumption was recorded daily and averaged across the weeks for each phase of alcohol testing. Temperament and Behavior-As infants, all subjects participated in a bio-behavioral assessment (BBA), when they were between 90 and 120 days of age. Data collected during the BBA on subjects' temperament (Vigilance, Gentleness, Confidence, and Nervousness) and Behavior (Activity and Emotionality) were used in analyses. Results showed a relationship between the tolerance developed between ketamine doses and average alcohol consumption during the Alcohol-Only phase (r = 0.61, R2 = 0.372, F (1,14) = 8.300, p = 0.012). Average alcohol consumption during the Alcohol-Only phase was also related to ratings of Confidence (r = 0.499, R2=0.249, F(1,14)=4.647, p = 0.049), Activity (Day 1: r = 0.503, R2 = 0.253, F(1,14) = 4.732, p = 0.047; Day 2: r = 0.455, R2 = 0.207, F(1,14) = 3.652, p = 0.077), and Emotionality (r = 0.466, R2 = 0.217, F(1,14) = 3.885, p=0.069). The results of this study suggest that change in ketamine recovery time and early life temperament and behaviors may be measures of future risk for alcohol abuse disorders. This data is limited by the small sample size and future study is necessary to further tease out the relationships between these variables and alcohol consumption.

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Le système immunitaire est un des points clefs pour éradiquer le virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Actuellement, la persistance du VIH dans les organes dits « réservoirs » reste un problème majeur de santé publique. Il a été montré que les centres germinatifs (GC) des organes lymphoïdes tels que la rate, les ganglions périphériques et mésentériques sont des lieux de réplication virale. La sous-population de LT CD8 qui exprime le récepteur de chimiokine CXCR5 est capable de migrer vers ces GC. Ainsi, cette population cellulaire requiert un intérêt majeur dans le contrôle du VIH au niveau des organes lymphoïdes tels que : la rate, les ganglions périphériques et mésentériques. Dans ce contexte, nos travaux ont pu montrer qu'au cours de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (SIV) chez le modèle Rhésus macaque, les cellules T CD8 CXCR5+ sont capables de se localiser au niveau des organes lymphoïdes. Cependant, ces mêmes cellules ont une faible cytotoxicité (expression de granzymeB et perforine). Les LT CD8 CXCR5 ne sont donc pas capables d'éliminer efficacement le virus par la voie cytotoxique. / The immune system plays a key part in eradicating the human immunodeficiency virus (HIV). Nevertheless, the persistence of HIV in reservoir organs remains a major public health problem. The germinal centers (GCs) of lymphoid have been shown to be lusters of viral replication. Additionally, some CD8 T cells that express the chemokine receptor CXCR5 can migrate to GCs. Therefore, this specific cell population represents a major interest for the control of HIV in organs such as the spleen, peripheral and mesenteric lymph nodes. In this context, my work has shown that, in Macaque model, during SIV infection, the CD8 CXCR5+ T cells are indeed mainly localized in the lymphoid organs. However, these CD8 CXCR5+ T cells do not express high levels of cytotoxic molecules such as granzymB and perforin. Thus, there are not able to completely eliminate the virus.

Au cours de l’infection par le VIH, les réservoirs viraux s’établissent précocement, et représentent un problème majeur quant à leurs éradications. Comprendre les bases de cette dissémination virale, en particulier dans les tissus profonds comme la rate difficilement analysable chez l’Homme, et au cours de la phase précoce de l’infection, représente un enjeu de santé publique. Notre hypothèse de travail a été d’étudier une sous-population de lymphocytes T CD4 (Tfh, T follicular helper cells) qui joue un rôle essentiel dans l’établissement de la réponse humorale, et qui est prépondérante dans la rate. Mes résultats montrent chez le macaque Rhésus infecté par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) que durant la phase de primo-infection les cellules Tfh de la rate sont une cible du virus. Cette infection précoce de ces cellules pourrait donc contribuer à la dissémination de l’infection et rendre compte de l’absence de réponse humorale efficace contre ce virus. / During HIV infection, viral reservoirs are established early, and represent a major problem regarding their eradication. Understanding the basis of viral dissemination, particularly in deep tissues such as the spleen, which is difficult to analyze in Human, particularly during the early phase of infection, is a challenge for public health. Our hypothesis was to determine the contribution of a subset of CD4 T cells namely Tfh (T follicular helper cells) that play a major role in the establishment of humoral response and which is preponderant in the spleen. My results showed in rhesus macaques infected with simian immunodeficiency virus (SIV) that during the acute phase of infection, splenic Tfh cells are a target of the virus. This early infection of these cells could therefore contribute to the spread of infection and account for the lack of effective antibody response against the virus.

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Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le contexte temporel influence profondément la façon dont nous nous comportons. De manière similaire, il donne forme à l'activité du cortex moteur (LFP et potentiels d'action), pendant la préparation motrice, mais aussi en absence de préparation d'un mouvement. / The temporal context deeply shapes the motor cortical activity (spikes and LFPs), during movement preparation but also outside movement preparation.

La compréhension des mécanismes impliqués dans les cas sains, les maladies neurodégénératives ainsi que le développement de nouvelles approches thérapeutiques repose sur l’utilisation de modèles expérimentaux pertinents et de techniques d’imagerie adaptées. Dans ce contexte, la microscopie virtuelle offre la possibilité unique d’analyser ces modèles à l’échelle cellulaire avec une très grande variété de marquages histologiques. Mon projet de thèse consiste à mettre en place et à appliquer une méthode d’analyse d’images histologiques en couleur permettant de segmenter et de synthétiser l’information relative aux neurones à l’aide de l’anticorps NeuN sur des coupes de cerveau de macaque. Dans ce travail, nous appliquons d’abord la méthode de Random Forest (RF) pour segmenter les neurones ainsi que le tissu et le fond. Ensuite, nous proposons une méthode originale pour séparer les neurones qui sont accolés afin de les individualiser. Cette méthode s’adapte à l’ensemble des neurones présentant une taille variable (diamètre variant entre 5 et 30 μm). Elle est également efficace non seulement pour des régions dites « simples » caractérisées par une faible densité de neurones mais aussi pour des régions dites « complexes » caractérisées par une très forte densité de plusieurs milliers de neurones. Le travail suivant se concentre sur la création de cartes paramétriques synthétisant la morphologie et la distribution des neurones individualisés. Pour cela, un changement d’échelle est mis en œuvre afin de produire des cartographies présentant des résolutions spatiales plus faibles (résolution originale de 0,22 μm et cartographies créées proposant une résolution spatiale adaptative de quelques dizaines à quelques centaines de micromètres). Plusieurs dizaines de paramètres morphologiques (rayon moyen, surface, orientation, etc.) sont d’abord calculés pour chaque neurone ainsi que des paramètres colorimétriques. Ensuite, il est possible de synthétiser ces informations sous la forme de cartes paramétriques à plus basse résolution à l’échelle de régions anatomiques, de coupes voire, à terme, de cerveaux entiers. Cette étape transforme des images microscopiques qualitatives couleur en images mésoscopiques quantitatives, plus informatives et plus simples à analyser. Ce travail permet d’analyser statistiquement de très grands volumes de données, de synthétiser l’information sous la forme de cartographies quantitatives, d’analyser des problèmes extrêmement complexes tels que la mort neuronale et à terme de tester de nouveaux médicaments voire de confronter ces informations acquises post mortem avec des données acquises in vivo. / Understanding the mechanisms involved in healthy cases, neurodegenerative diseases and the development of new therapeutic approaches is based on the use of relevant experimental models and appropriate imaging techniques. In this context, virtual microscopy offers the unique possibility of analyzing these models at a cellular scale with a very wide variety of histological markers. My thesis project consists in carrying out and applying a method of analyzing colored histological images that can segment and synthesize information corresponding to neurons using the NeuN antibody on sections of the macaque brain. In this work, we first apply the Random Forest (RF) method to segment neurons as well as tissue and background. Then, we propose an original method to separate the touching or overlapping neurons in order to individualize them. This method is adapted to process neurons presenting a variable size (diameter varying between 5 and 30 μm). It is also effective not only for so-called "simple" regions characterized by a low density of neurons but also for so-called "complex" regions characterized by a very high density of several thousands of neurons. The next work focuses on the creation of parametric maps synthesizing the morphology and distribution of individualized neurons. For this purpose, a multiscale approach is implemented in order to produce maps with lower spatial resolutions (0.22 μm original resolution and created maps offering adaptive spatial resolution from a few dozens to a few hundred of micrometers). Several dozens of morphological parameters (mean radius, surface, orientation, etc.) are first computed as well as colorimetric parameters. Then, it is possible to synthesize this information in the form of lower-resolution parametric maps at the level of anatomical regions, sections and even, eventually, the entire brains. This step transforms qualitative color microscopic images to quantitative mesoscopic images, more informative and easier to analyze. This work makes it possible to statistically analyze very large volumes of data, to synthesize information in the form of quantitative maps, to analyze extremely complex problems such as neuronal death, to test new drugs and to compare this acquired information post mortem with data acquired in vivo.