Le système endocannabinoïde est un système neuromodulateur majeur du cerveau. Ainsi, il contrôle la mémoire et l’apprentissage, et ce, principalement par l'intermédiaire des récepteurs aux cannabinoïdes de type 1 (CB1) qui régulent de manière fine les activités neuronales et gliales. Dans l’hippocampe, une communication bidirectionnelle entre neurones et astrocytes modèle la plasticité synaptique et le comportement. Il a été rapporté que les effets disruptifs des cannabinoïdes sur la plasticité synaptique et la mémoire de travail sont dépendants de récepteurs CB1 présents dans les astrocytes. Cependant, le rôle de ce récepteur dans la modulation physiologique des processus mnésiques n’est pas encore connu. De précédentes études ont également montré que les récepteurs CB1 exprimés dans les cellules hébergeant le récepteur dopaminergique D1 sont impliqués dans la modulation hippocampique de la mémoire associée aux évènements aversifs. Toutefois, leur implication dans la modulation de la formation de la mémoire associée à des évènements non aversifs ainsi que dans la plasticité synaptique sous-jacente reste encore inconnue. Dans cette thèse, mon objectif était d’identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels des populations distinctes de récepteurs CB1 dans des populations gliales et des régions cérébrales bien définies contribuent à la modulation physiologique de la plasticité synaptique, de l’apprentissage et de la mémoire. Pour ce faire, nous avons utilisé des souris mutantes conditionnelles dans lesquelles le récepteur CB1 a été rendu silencieux sélectivement dans les astrocytes ou dans les cellules exprimant le récepteur D1. En couplant ces modèles génétiques murins avec des approches comportementales, pharmacologiques et électrophysiologiques in vitro et in vivo, nous avons disséqué le rôle de ces populations de récepteurs CB1 dans la formation de la mémoire. Tout d’abord, nous avons montré que les récepteurs CB1 astrogliaux dans l’hippocampe contrôlaient la potentialisation à long terme (PLT) de la transmission synaptique CA3-CA1 et la mémoire de reconnaissance à long terme. En contrôlant, via la gliotransmission, la disponibilité effective de D-sérine aux récepteurs NMDA, les astrocytes sont des éléments importants contrôlant les interactions glie-neurones qui sous-tendent la plasticité synaptique et les fonctions mnésiques. Les données obtenues montrent que les récepteurs CB1 astrogliaux contrôlent la plasticité et la mémoire en régulant la disponibilité synaptique de la D-sérine aux récepteurs NMDA. Deuxièmement, nous avons montré que les récepteurs CB1 dans les cellules exprimant le récepteur D1 contrôlaient la consolidation, mais pas l’acquisition, de nouveau souvenirs et l’augmentation de la PLT induite par l’apprentissage. Ces résultats indiquent que des populations spécifiques de cellules exprimant le récepteur CB1 modulent ces processus de manière différentielle.En conclusion, ces travaux démontrent que le système endocannabinoïde dans les astrocytes est un important modulateur de l’apprentissage et de la mémoire alors que les récepteurs CB1 dans les cellules exprimant le récepteur D1 semblent importants pour des composantes spécifiques de la formation de la mémoire. Prise dans son ensemble, cette thèse apporte des preuves fonctionnelles quant à la régulation complexe de la mémoire de reconnaissance à long-terme par des populations distinctes de récepteurs CB1. / The endocannabinoid system is a major brain modulatory system that controls memory and learning mainly via the cannabinoid receptor type 1 (CB1)-dependent regulation of neuronal and glial activity. In the hippocampus, bidirectional communication between neurons and astrocytes shapes synaptic plasticity and behavior. CB1 receptors have been shown to be present in the astrocytes and to mediate the disruptive effects of cannabinoids in synaptic plasticity and working memory. Yet, it is not currently known the role of this receptor in the physiological modulation of memory processes. Also, previous studies have shown that CB1 receptors expressed in dopamine D1 receptor-expressing cells are involved in the modulation of hippocampal-dependent aversive memories. However, their involvement in the modulation of non-aversive long-term memory formation and synaptic plasticity is presently unknown. In this thesis, I aimed at identifying the cellular and molecular mechanisms by which specific CB1 receptors in distinct brain neuronal and glial populations contribute to the physiological modulation of synaptic plasticity and learning and memory. For this aim we used conditional genetic mutant mice lacking CB1 receptors specifically in astrocytes or in D1-positive cells. By coupling these genetic mouse models with behavioral, pharmacological, and in vitro and in vivo electrophysiological approaches, we dissected the role of these CB1 receptors in the formation of memory. First, we show that astroglial CB1 receptors in the hippocampus control long-term potentiation (LTP) of CA3-CA1 synaptic transmission and long-term recognition memory. By allowing physiological availability of D-serine at NMDA receptors via gliotransmission, astrocytes are important elements controlling glia-neuron interactions that underlie synaptic plasticity and memory functions. The data show that astroglial CB1 receptors control plasticity and memory by regulating the synaptic availability of D-serine at NMDA receptors. Second, we show that CB1 receptors D1-positive cells control the consolidation, but not acquisition, of new memories and the enhancement of LTP induced by learning, showing that specific subpopulations CB1 receptor-expressing cells differentially modulate these processes.Overall, by showing that the endocannabinoid system in astrocytes is an important modulator of learning and memory and by suggesting that CB1 receptors in D1-positive cells are important for specific components of memory formation, we provide functional evidence for the complex cell type-dependent regulation of long-term recognition memory by the CB1 receptors.

Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les orosomucoïdes, membres de la superfamille des lipocalines, sont parmi les protéinesplasmatiques les plus abondantes. Ce sont des protéines de la phase aiguë de l’inflammationsecrétées par les hépatocytes en réponse à un stress (inflammation, cancer, cirrhose…), etutilisées couramment en clinique comme marqueur d’un état pathologique. Elles vont lorsd’un état inflammatoire inhiber la prolifération des neutrophiles et des lymphocytes. J’ai pumontrer que le récepteur nucléaire FXR, impliqué dans de nombreuses voies métaboliques etplus récemment comme ayant un rôle anti-inflammatoire dans le foie, régule l’expression desorosomucoïdes exclusivement au niveau hépatique chez la souris. Cela suggère que larégulation de certains processus inflammatoire par FXR pourrait être expliqué par larégulation transcriptionelle des orosomucoïdes.Le second sujet met en évidence une relation entre le récepteur nucléaire Rev-Erba et la OGlcNAcylationau niveau hépatique. La O-GlcNAcylation est une modification posttraductionnelledes protéines qui permet l’ajout d’un groupement O-GlcNAc. De nombreusesprotéines impliquées dans de multiples processus biologiques comme la régulation du cyclecellulaire, du rythme circadien, ou encore dans de nombreuses voies métaboliques, vont êtreO-GlcNAcylées. La dérégulation de la O-GlcNAcylation est également impliquée dans denombreuses pathologies telles que le diabète, le cancer ou encore la maladie d’Alzheimer. Lerythme circadien est un important régulateur du métabolisme. De plus en plus d’indicesindiquent que la O-GlcNAcylation est un intermédiaire essentiel dans la régulationcircadienne du métabolisme. Des modulations circadiennes de la O-GlcNAcylation deBMAL1, CLOCK et PER ont été mises en évidence. Ce lien entre la O-GlcNAcylation et lerythme circadien nous a poussé à essayer d’identifier le rôle potentiel de Rev-Erba, récepteurnucléaire impliqué dans le contrôle de la ryhtmicité circadienne, dans la régulation de la OGlcNAcylation.Nous avons pu montrer par ces travaux que Rev-Erba est un régulateurimportant de la O-GlcNAcylation. La déficience en Rev-Erba induisant une baisse importantede la O-GlcNAcylation. Rev-Erba ne régule pas le niveau de transcription des enzymesimpliquées dans la O-GlcNAcylation mais est capable d’intéragir avec l’OGT (enzymeresponsable de la O-GlcNAcylation) et d’inhiber sa dégradation par le protéasome. Par cemécanisme de stabilisation de l’enzyme OGT, Rev-Erba se révèle être un régulateurimportant de la O-GlcNAcylation. / Orosomucoïdes, members of the superfamily of lipocalines, are among proteins plasmatiques the most plentiful. They are proteins of the acute(sharp) phase of the inflammation secreted by hépatocytes in answer to a stress (inflammation, cancer, cirrhosis), and usually used in private hospital as marker(scorer) of a pathological state. They go during an inflammatory state to inhibit the proliferation of neutrophiles and lymphocytes. I was able to show that the nuclear receiver FXR, implied(involved) in numerous metabolic ways and more recently as having an anti-inflammatory role in the liver, regulates the expression of orosomucoïdes exclusively at the hepatic level to the mouse. (...]

Il est bien établi que la vasopressine (AVP) est élevée dans le diabète tant humain qu'expérimental. Chez l'homme, plusieurs études récentes ont montré une association entre la copeptine (biomarqueur de la sécrétion d'AVP), et la survenue d'un diabète ou d'une hyperglycémie, le syndrome métabolique et l'obésité. Dans l'équipe, nous avons montré une association inverse entre la consommation d'eau (diminue la sécrétion AVP) et le risque de survenue d'hyperglycémie dans la cohorte D.E.S.I.R. Le but de mon projet de thèse a été de déterminer le rôle de l'AVP et de la prise hydrique dans l'homéostasie glucidique chez le rat sain et dans un modèle de rat présentant un syndrome métabolique. L'administration aigüe ou chronique d'AVP augmente la glycémie et cet effet est réversé par un antagoniste des récepteurs V1a. L'activation des récepteurs V1b ne modifie pas l'insulino-sécrétion mais stimule en permanence et de façon modérée la glucagonémie. Ces effets ont été observés sur deux souches différentes de rats sains. Chez le rat Zucker obèse, l'AVP aggrave l'hyperinsulinémie à jeun et l'intolérance au glucose alors que le régime hydraté ne modifie pas la tolérance au glucose mais réduit très fortement la stéatose hépatique ainsi que le contenu hépatique en cholestérol et triglycérides et l'expression des gènes impliqués dans la lipogenèse. En conclusion, ces travaux montrent pour la première fois, que l'AVP dégrade à long terme la tolérance au glucose ; a contrario, un régime fortement hydraté est protecteur. Ces résultats, en accord avec nos données épidémiologiques, démontrent un lien de causalité entre vasopressine/hydratation et désordre du métabolisme glucidique. / It is well established that vasopressin (AVP) level is high in both human and experimental diabetes. In humans, several recent studies have shown an association between copeptin (biomarker of AVP secretion) and the occurrence of diabetes mellitus or hyperglycemia, metabolic syndrome and obesity. Our team has shown a reverse association between water consumption (decrease AVP secretion) and the risk of hyperglycemia in the general population (D.E.S.I.R cohort). The aim of my thesis was to determine the role of AVP and fluid intake in glucose homeostasis in healthy rats and in a rat model of metabolic syndrome. AVP, administered acutely or chronically in healthy rats, increases glycaemia and this effect is reversed by a V1a receptor antagonist. V1b receptor activation does not influence insulin secretion but stimulates moderately basal glucagon production by the pancreas. These effects were observed in two different healthy strains of rats. In obese Zucker rats, a high AVP level worsens fasting hyperinsulinaemia and glucose intolerance whereas hydration does not affect glucose tolerance but drastically reduces hepatic steatosis, the content of cholesterol and triglycerides in liver and expression of genes involved in hepatic lipogenesis. In conclusion, these studies show for the first time, that AVP aggravates glucose tolerance whereas a highly hydrated diet is protective. These results, in agreement with our epidemiological data, demonstrate a causal link between vasopressin and/or hydration and glucose metabolism disorders.

Le cortisol est reconnu pour être une hormone clé dans le maintien de la balance hydrominérale en eau douce et dans l'adaptation à l'eau de mer, chez de nombreux téléostéens juvéniles. Cependant, son rôle au cours du développement embryonnaire est encore mal connu, notamment son implication dans le développement des cellules spécialisées dans le transport ionique, les ionocytes. L'objectif de ma thèse a été de déterminer l'implication du cortisol lors de la mise en place du lignage des ionocytes de la peau chez l'embryon de médaka (Orysias latipes) puis d'étudier les conséquences d'une élévation du cortisol embryonnaire sur les capacités osmorégulatrices des larves lors d’un transfert dans une eau pauvre en ions ou en eau de mer. Dans un premier temps, une attention particulière a été portée à la dynamique d'apparition des ionocytes de la peau du sac vitellin des embryons. Ces derniers apparaissent en deux vagues successives avec une cinétique propre. Nous avons alors proposé un modèle de développement des ionocytes pour chacune de ces vagues. Grâce à cette première étude, nous avons ensuite montré que du cortisol exogène ne modifie pas le taux de prolifération et/ou de différenciation des ionocytes épidermiques mais accélère leur différenciation. De plus, nous avons identifié un des récepteurs aux glucocorticoïdes (GR2) comme régulateur de l’ontogenèse des ionocytes, très probablement grâce à ces transcrits maternels. Enfin, nous avons montré que les larves de médaka sont capables de réguler très rapidement leurs contenus en ions Na+ et Cl- après de chocs hypo- et hyper-osmotiques. En revanche, la capacité des larves à réguler les contenus en Ca2+ est plus limitée lors d’un choc hypo-osmotique. Un doute important sur l’efficacité du traitement cortisol lors de cette dernière partie ne nous permet pas de mettre en lien le rôle du cortisol dans l’ontogenèse des ionocytes avec la fonction d’osmorégulation de ces derniers à l’éclosion. Ces travaux ont donc permis d’établir les bases de l’ontogenèse des ionocytes embryonnaires ainsi que de l’osmorégulation des larves chez le médaka pour la caractérisation du rôle du cortisol et de ses récepteurs. De façon similaire, ce modèle pourra être utilisé comme support pour l’identification et la caractérisation de nouveaux régulateurs. / Cortisol is a key hormone regulating in teleost fish water and ionic homeostasis in freshwater and seawater and in acclimation during salinity changes. However, its role during embryonic stages is still poorly known, especially its involvement in the development of ionic transport specialized cell, namely the ionocytes. The aim of my thesis was to determine cortisol involvement in epidermal ionocyte lineage establishment in medaka (Orysias latipes) embryos and to study consequences of cortisol elevation in medaka embryos on larval osmoregulatory abilities during transfer from freshwater to ion-poor environment or to seawater transfer. In a first part, we studied the dynamic of ionocyte appearance in yolk-sac epithelium of embryos. Ionocytes appear in two distinct waves with their own kinetic. This allowed us to propose a model of ionocyte development for each wave. In the continuity of this first part, we have showed that exogenous cortisol doesn’t modify the proliferation and/or differentiation rate of epidermal ionocytes but rather accelerate their differentiation. In addition, we have identified GR2, one of glucocorticoid receptors, as the main regulator of ionocyte ontogenesis, most likely through its maternal transcripts. Finally, we have showed that medaka larvae are able to quickly regulate their Na+ and Cl- ion contents after hypo- or hyper-osmotic challenges. In contrast, larvae ability to regulate Ca2+ ion contents is more limited during hypo-osmotic challenge. A doubt on the effectiveness of the cortisol treatment, in this last part, prevent us to understand the relationship between cortisol role in ionocyte ontogenesis and its osmoregulatory functions after hatching. These studies have established in medaka the basis of embryonic ionocyte ontogenesis and larval osmoregulation in order to clarify the role of cortisol and its receptors. Similarly, this fish model could be used as a support for identification and characterization of new regulators of the osmoregulation function.

Une réduction de l'inhibition segmentaire contribue vraisemblablement à l'hypersensibilité douloureuse persistante – qui se manifeste par l'hyperalgie, l'allodynie, et la douleur spontanée – au cours d'états douloureux chroniques. L'association fréquente d'une allodynie avec la migraine – une céphalée épisodique – suggère qu'une perte de l'inhibition synaptique contribue aussi à la manifestation de la douleur migraineuse. Cependant, la grande prévalence de la migraine – plus de 10% de la population générale – soulève la question de savoir si le traitement des informations méningées par le réseau neuronal – associant interneurones excitateurs et inhibiteurs – dans le complexe trigéminal, premier relais sur les voies nociceptives de la face et des méninges, est le même que celui des autres informations, par exemple cutanées. Nous avons caractérisé l'effet du blocage pharmacologique des récepteurs à la glycine (GlyR) et des récepteurs GABAA (GABAAR) sur la transmission synaptique entre fibres afférentes primaires, cutanées ou méningées, et neurones de second ordre en enregistrant des potentiels de champ dans le sous-noyau caudal superficiel (Sp5C). Une stimulation électrique transcutanée évoque trois potentiels de champ négatifs dus à l'activation, du plus précoce au plus tardif, de fibres afférentes primaires de type Aβ, Aδ et C. Bloquer les GlyRs et/ou GABAARs segmentaires facilite les potentiels de champ polysynaptiques excitateurs évoqués par l'activation des fibres afférentes primaires de type A et, au contraire, inhibe, ou même abolit, les potentiels de champ C. Bloquer les récepteurs GABAB (GABABR) segmentaires prévient cette suppression. Il est intéressant de noter que bloquer les GABABRs, potentialise aussi les potentiels de champ C en condition controle. Une stimulation électrique méningée évoque deux potentiels de champ négatifs dus à l'activation, du plus précoce au plus tardif, des fibres afférentes primaires de type Aδ et C. Au contraire du potentiel de champ C cutané, le potentiel de champ C méningé est potentialisé après blocage des GlyRs et/ou GABAARs segmentaires. Ces résultats démontrent que le traitement des informations cutanées et méningées par le Sp5C est différent. Seule l'activation des fibres afférentes primaires cutanées de type A inhibe les inputs cutanés de type C vers le Sp5C par l'intermédiaire d'un circuit polysynaptique excitateur, d'interneurones GABAergiques de dernier ordre et de GABABRs présynaptiques. La théorie du "gate control" postule que l'activité des afférences non-nociceptives ferme la porte à la transmission des inputs nociceptifs vers les centres supérieurs. Nos résultats suggèrent que l'état de la porte dépend de l'activité non seulement dans les fibres afférentes primaires de type A mais aussi dans les circuits polysynaptiques excitateurs de la corne dorsale. / Pathological disruption of segmental inhibition is thought to contribute to persistent pain hypersensitivity – including hyperalgesia, allodynia and spontaneous pain – that occurs during chronic pain states. That allodynia is also often associated with migraine – an episodic headache – suggests that a loss of synaptic inhibition is also involved in the manifestation of headache pain. However, the very high prevalence of migraine – more than 10% of the general population – raises the question as to whether processing of meningeous inputs by local neuronal network – consisting of excitatory and inhibitory interneurons – within the trigeminal nucleus, the first relay station for incoming nociceptive signals of the face and meninges, is the same as that of others, for instance cutaneous. We sought to characterize how pharmacological blockade of glycine and GABAA receptors modifies synaptic transmission between either cutaneous or meningeous primary afferent fibers and second order neurons by recording field potentials in the rat superficial medullary dorsal horn (MDH). Transcutaneous electrical stimulation evokes three negative field potentials elicited by, from the earliest to the latest, Aβ-, Aδ- and C-fiber primary afferents. Blocking segmental glycine and/or GABAA receptors strongly facilitates A-fiber-activated polysynaptic excitatory field potentials but, conversely, inhibits, or even abolishes, C-fiber field potentials. Blocking segmental GABAB receptors reverses such suppression. Interestingly, it also potentiates C-fiber field potentials under control conditions. Meningeous electrical stimulation evokes two negative field potentials elicited by, from the earliest to the latest, Aδ- and C-fiber primary afferents. Unlike cutaneous C-fiber field potentials, meningeous ones are facilitated by blocking segmental glycine and/or GABAA receptors. These results demonstrate that MDH processing of cutaneous and meningeous inputs are different. Only activation of cutaneous A-fiber primary afferents inhibits cutaneous C-fiber inputs to the MDH by the way of polysynaptic excitatory pathways, last-order GABAergic interneurons and presynaptic GABAB receptors. In view of the gate control theory postulating that afferent volleys in non-nociceptive afferents close the gate to central transmission of nociceptive inputs, our results suggest that the state of the gate depends on firing activities of both A-fiber primary afferents and polysynaptic excitatory circuits, i.e. the inhibitory tone, within the dorsal horn.

Throughout this work, we looked at P2X coupled pathways in macrophages. We worked on three different models of macrophages in order to establish the best model to understand the role of P2X4 receptors in the inflammation. Our work also consisted of further characterizing P2X7 receptor dependent pathways in these models. <p>P2X4 and P2X7 receptors are ionotropic receptors which are expressed by a variety of immune cells including macrophages. Macrophages play a very important host defense function as they are major actors in the innate immune system and they can initiate the activation of the adaptive immune system. The endogenous ligand of P2X receptors is ATP for which they share very different sensitivities. P2X4 receptors are relatively sensitive to this agonist while P2X7 receptors require concentrations > 100 μM ATP to be activated. <p>Our study supports the expression of P2X4 and P2X7 receptors in J774.2 murine macrophages and in human macrophages. Additionally, we worked on murine peritoneal macrophages for which the existence of P2X4 and P2X7 receptor expression had previously been shown in our lab. <p>A wide range of different macrophage phenotypes exist. Two extremes determine an array of phenotypes which are delimited by M1 pro-inflammatory macrophages and M2 anti-inflammatory macrophages while Mφ macrophages define the center of the array. Most of the work exposed in this study was carried out on pro-inflammatory macrophages which were obtained either by priming the cells with LPS alone (Mφ + LPS) or by polarizing them with LPS in association with IFNγ (M1). <p>We show in this study that LPS-primed J774.2 murine macrophages are not a good model to study the role of surface P2X4 receptor in pro-inflammatory macrophages. Additionally, we support that murine peritoneal macrophages primed with LPS are a good model to understand the hypothetical role of P2X4 receptors in the inflammation. Finally, we suggest that human M1 macrophages could be as well. Next, we also confirm that J774.2 murine macrophages, murine peritoneal macrophages and human macrophage express functional P2X7 receptors. In this study, we show that P2X7 receptors are coupled to RONS formation in J774.2 murine macrophages and to AA release through PLA2 activation in peritoneal macrophages. We show that activation of J774.2 murine macrophages with high concentrations of ATP (>600 μM) stimulates ROS formation including mitochondrial superoxide anions. In addition, our work shows the importance in using different dyes and suggests that different types of ROS play different functions in P2X7 receptors downstream pathways. <p>Next, we show that P2X7 receptor activation is coupled to an iPLA2 activity and that the release of free fatty acids mediated by 1 mM ATP is p-ERK1/2 dependent in LPS-primed murine peritoneal macrophages. <p>In addition, we have evaluated the effect of hypoxia on pathways which have been reported to be coupled to P2X7 receptor activation in pro-inflammatory human macrophages. Hypoxia does not seem to modulate P2X7 receptor functionality. However, both acute and chronic hypoxia influenced P2X7 receptors downstream pro-inflammatory coupled pathways. Finally, our work has enabled us to suggest for the first time that IFNγ plays an important function in host defense mediated by human P2X7 receptor activation in a hypoxic environment. <p>The effect of extracellular environment and thus different macrophage phenotypes have also been evaluated throughout this work in which we looked at the effect of polarization on P2X4 and P2X7 receptor functionality. Our work shows that LPS-priming does not modulate P2X4 receptor functionality in murine macrophages. Next, through our work, we suggest that polarization of human macrophages affects P2X4 receptor functionality in human macrophages. Additionally, our work shows that LPS affects ATP-mediated RONS formation in J774.2 murine macrophages but not P2X7-mediated AA release in primary murine macrophages. <p><p>Overall, first, our work has enabled us to suggest macrophage models to use in order to study the hypothetical role of P2X4 receptor in the inflammation mediated by macrophages. Second, it has allowed us to further understand how P2X7 receptors can act as important mediators of the immune system mediated by macrophages. In addition, many interesting observations were made in this study which allows us to propose several options for future directions. To finish, our work underlines the importance of the extracellular environment in some pathways mediated by ATP in macrophages.<p> / Doctorat en sciences pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'acide rétinoïque (AR), la forme active de la vitamine A, est une molécule essentielle au cours du développement et dans le cerveau adulte. La signalisation par l’AR implique deux familles de récepteurs nucléaires: les récepteurs de l’AR (Rar α, β et γ) et les récepteurs des "rexinoïdes" (Rxr α, β et γ) et les enzymes de la famille rétinaldéhyde déshydrogénases, les Raldhs (Raldh1, 2, 3). Rarβ et/ou Raldh1 montrent des profils d'expression spatio-temporelle spécifiques dans le striatum et la substance noire pars compacta (SNc), les structures appartenant au système dopaminergique nigro-striée, ce qui suggère que l’AR pourrait jouer un rôle important dans le développement et les fonctions post-natales du ce système. Dans ce travail, je montre que l’ablation de Rarβ conduit à un déficit de la neurogenèse de neurones épineux moyens (MSN) GABAergiques dans le striatum. Le nombre de neurones exprimant les récepteurs dopaminergiques D1 et D2, qui définissent les populations distinctes des MSN, sont réduit chez les souris Rarβ-/-. Ces déficits cellulaires conduisent à la signalisation dopaminergique perturbée et une coordination motrice réduite chez les souris Rarβ-/-. L’ablation de Raldhl, l’enzyme de synthèse de l’AR présent dans le striatum postnatal, conduit à des déficits cellulaires et comportementaux similaires aux souris Rarβ-/-. Ces résultats montrent que l’AR produit en conditions physiologiques par Raldh1 est essentiel au maintien des MSN. Enfin, j'ai trouvé que l’ablation de Raldh1, qui est également connu comme le marqueur spécifique le plus précoce des neurones dopaminergiques dans le mésencéphale embryonnaire, conduit à des anomalies du développement dans le SNc. / Retinoic acid (RA), the bioactive derivatives of vitamin A, is well known for its critical role in development and homeostasis of the nervous system. RA signaling depends on activities of RA-producing enzymes, such as retinaldehyde dehydrogenases (Raldh1, 2, and 3) and two classes of retinoid receptors: retinoic acid receptors (Rar α, β, γ) and retinoid X receptors (Rxr α, β, γ). Rarβ and/or Raldh1 show specific expression profile in the pre- and postnatal striatum and the substantia nigra pars compacta (SNc), the component structures of the nigrostriatal dopaminergic system, suggesting an essential role of RA during their development and homeostasis. Obtained results show that Rarβ ablation affects development of discrete sub-population of medium spiny GABAergic neurons (MSN) during neurogenesis of the striatum resulting in its disturbed cytoarchitecture after birth. The number of dopamine D1 and D2 receptor positive neurons, which define neuroanatomically and molecularly distinct populations of MSNs are reduced in Rarβ-/- mice. The cellular deficits result in compromised activities of dopamine receptor specific ligands and behavioral abnormalities consistent with striatal dysfunction. Moreover, similar cellular and behavioral deficits are found in the mice with null mutation in Raldh1 (Raldh1-/-), the major RA provider to the adult striatum, suggesting specific role of RA in the postnatal physiology of the structure. Finally, I found that compromised RA signaling by ablation of Raldh1, which is also known as the earliest specific marker of developing midbrain dopaminergic neurons, leads to impaired development of the SNc.

Le principal objectif de cette étude est de comprendre l'implication des récepteurs NMDA glutamatergiques dans les réponses respiratoires, métaboliques et de thermorégulation en hypoxie au cours du développement. Le glutamate est un des neurotransmetteur excitateur le plus important du système nerveux central, et est impliqué dans de nombreuses fonctions physiologiques, incluant la thermorégulation. Les effets du glutamate sur la thermorégulation dépendent des récepteurs NMDA. Nous avons donc réalisé des enregistrements de ventilation, de métabolisme (consommation d'oxygène et production de CO2) et de température rectale en normoxie et en réponse à une brève hypoxie (12% 02 - 30 minutes) chez des rats mâles et femelles au cours du développement (4, 10 et 20 jours postnatal) et chez l'adulte, après une injection de solution saline ou de MK-801 un antagoniste des récepteurs NMDA. Nos résultats montrent que la régulation de la température corporelle en hypoxie dépend de l'activation des récepteurs NMDA glutamatergiques chez les rats pré pubères. Cet effet augmente avec l'âge: i.e. il est faible chez les animaux âgés de 4 jours et plus important chez les animaux de 20 jours, puis disparaît chez l'adulte. À l'opposé, les récepteurs NMDA sont impliqués dans la réponse ventilatoire à l'hypoxie chez l'adulte, mais pas chez les nouveaux-nés. / The major objective of our present study was to understand the implication of NMDA glutamate receptors in respiratory, metabolic and thermoregulatory responses to hypoxia during development in rats. Glutamate is one of the most important excitatory neurotransmitter, and is involved in numerous physiological processes, including thermoregulation and this is mimicked by specific NMDA glutamate receptors activation and abolished by a specific NMDA glutamate receptor antagonist - MK-801. We recorded ventilation, metabolism (oxygen consumption, carbon dioxide production) and rectal temperature under normoxia and following acute hypoxia in male and female rats during development (P4, P10, P20 and Adults), receiving either saline or the NMDA glutamate receptor antagonist MK-801 (i.p. injection). Our studies have shown that the regulation of body temperature during hypoxia is depends on the activation of the NMDA glutamate receptors in pre-weaning rats and this dependence is increased with the age i.e. the dependence is less in younger P4 rat pups and more in mature P21 pups. Vice Versa, NMDA glutamate receptors are involved in the regulation of hypoxic ventilatory response in adults and not apparent in younger animals.

Le corps carotidien est le principal senseur périphérique de l'oxygène impliqué dans le contrôle de la ventilation en condition de base et en réponse à l'hypoxie. Cette sensibilité se développe avec l'âge postnatal. Une activité inadéquate du corps carotidien en période néonatale peut prédisposer le nouveau-né prématuré à des instabilités respiratoires. La cotransmission par l'acétylcholine (récepteurs nicotiniques) et l'adénosine tri-phosphate (récepteurs purinergiques P2X) joue un rôle prépondérant dans le fonctionnement du corps carotidien chez le mammifère adulte, mais demeure très peu caractérisé chez le sujet en développement. L'objectif général de cet ouvrage est de déterminer, à l'aide de différentes approches méthodologiques, le rôle de l'acétylcholine et de l'adénosine tri-phosphate dans la ventilation, l'activité du corps carotidien et le maintien d'un patron stable de la rythmicité respiratoire chez le rat à différents âges de développement. La première étude de cet ouvrage montre que le blocage des récepteurs nicotiniques atténue la réponse ventilatoire à l'hypoxie de manière âge dépendante à l'intérieur de la gamme d'âges étudiés. Ces changements sont en partie liés à l'activation des récepteurs nicotiniques de type α7 localisés au niveau des corps carotidiens. La deuxième étude révèle que le blocage des récepteurs purinergiques de type P2X réduit l'activité ventilatoire et l'activité des corps carotidiens en condition de base et en réponse à l'hypoxie. Ces effets impliquent en partie les récepteurs exprimant la sous-unité P2X3. Contrairement aux récepteurs nicotiniques, dans la gamme d'âges que nous avons testés, la contribution des récepteurs P2X sur l'activité ventilatoire ainsi que sur l'activité des corps carotidiens demeure stable avec l'âge postnatal. Enfin, l'étude du blocage combiné des récepteurs nicotiniques et P2X chez le rat nouveau-né démontre une importante interaction sur l'homéostasie ventilatoire en condition de base, très prononcée lors des premiers jours de vie. Cette étude montre également une augmentation de la fréquence des apnées et du coefficient de variation de la ventilation minute suite au double blocage des récepteurs nicotiniques et purinergiques P2X. Ces instabilités respiratoires sont très accentuées chez le jeune rat de 4 jours de vie comparé à celui plus mature de 12 jours de vie. L'ensemble des études présentées dans cet ouvrage montre que la transmission cholinergique (nicotinique) et purinergique (adenosine tri-phosphate) joue un rôle déterminant dans la régulation de la respiration et le maintien d'un patron stable de l'activité respiratoire chez le rat en développement.