Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
249280.pdf: 4207210 bytes, checksum: aedd92f8df093be8262293fce757903e (MD5) / O Sistema Visual representa um excelente modelo para o estudo dos processos plásticos e de desenvolvimento do Sistema Nervoso Central (SNC). Muitos fatores têm sido implicados na maturação do sistema visual, mas as vias de sinalização intracelular envolvidas ainda não são bem conhecidas. De particular interesse são as proteínas cinases ativadas por mitógenos (MAPKs), uma família de serina/treonina cinases que possuem um importante papel na transdução de sinal da superfície celular para o núcleo. Estas enzimas são importantes mediadores intracelulares de eventos que ocorrem durante o desenvolvimento e recentemente têm sido implicadas no controle da plasticidade sináptica. Nos mamíferos, os membros desta família são cinases reguladas por sinal extracelular ½ (ERK1/2), cinase c-Jun amino-terminal (JNK) e p38MAPK. No sistema visual, foi demonstrado que a via de ERK regula processos de plasticidade durante o desenvolvimento em níveis retino-talâmicos e retinocorticais e que p38MAPK controla uma forma peculiar de depressão de longo prazo no córtex visual. Neste trabalho, para entender melhor o papel de duas MAPKs # ERK1/2 e p38MAPK # na maturação do sistema visual, foi caracterizado por western blot a regulação da fosforilação/ativação dessas enzimas na retina, colículo superior e córtex visual de rato durante o desenvolvimento pós-natal, do nascimento (P0) à idade adulta (P45). Os resultados demonstram que (i) na retina, a ativação de p38MAPK tem um pico em P4, e entre P15 e P45, tanto a fosforilação de ERK1/2 quanto de p38MAPK aumentam; (ii) no colículo superior, a fosforilação das duas MAPKs aumenta entre P4 e P15; (iii) no córtex visual, a fosforilação de ERK1/2 aumenta de P15 a P45 enquanto a fosforilação de p38MAPK aumenta a partir de P4. Os dados apresentados demonstram uma regulação distinta da ativação de ERK1/2 e p38MAPK nas três áreas visuais analisadas, que ocorrem em correlação temporal com eventos críticos da maturação do sistema visual. Estes resultados sugerem um importante papel de ERK1/2 e p38MAPK no desenvolvimento pós-natal do sistema visual de ratos. Porém, mudanças duradouras na circuitaria neuronal requerem expressão gênica e síntese protéica. Portanto, o padrão de ativação de cinases precisa ser traduzido num padrão de expressão gênica, provavelmente através da ativação de fatores de transcrição. Uma via nuclear que pode ser crítica no controle da plasticidade neural do cérebro de mamíferos é a via de CREB. O envolvimento deste fator de transcrição na plasticidade cortical e no refinamento das projeções retino-talâmicas já foi demonstrado, mas não se sabe se CREB teria um papel na plasticidade retino-colicular. Neste trabalho, nós analisamos a expressão da forma ativada e total de CREB no colículo superior de rato durante o desenvolvimento. Os resultados mostram que tanto a forma total quanto a fosforilada de CREB aumentam entre P4 e P9, em coincidência com o aumento da ativação das MAPKs e com o período crítico da plasticidade colicular. Estes resultados demonstram que CREB também tem sua expressão altamente regulada durante um período de refinamento das conexões coliculares, podendo ter um papel também na maturação do colículo superior.
The visual system represents an excellent model for studying developmental and plastic processes in the Central Nervous System (CNS). Many factors have been shown to participate in visual system maturation, but the intracellular signaling pathways involved are still relatively unknown. Of particular interest are Mitogen-activated protein kinases (MAPKs), a family of kinases implicated in various cellular functions. MAPKs are serine/threonine kinases that play an instrumental role in signal transduction from the cell surface to the nucleus. These enzymes are major intracellular mediators of developmental events and recently have been shown to control also synaptic plasticity processes. Mammalian members of this family are extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK 1/2), c-Jun amino-terminal kinases or stress-activated protein kinases (JNK/SAPKs) and p38MAPK. At the level of the visual system, it has been demonstrated that the ERK pathway regulates developmental plastic processes at both retino-thalamic and thalamo-cortical level and that p38MAPK controls a peculiar form of long-term depression in the visual cortex. Here, as a first approach to gain more insight on the role of two MAPKs - ERK1/2 and p38MAPK - in visual system maturation, we characterized by western blot the regulation of their phosphorylation/activation in rat retina, superior colliculus and visual cortex, during postnatal development from birth (P0) to adult age (P45). Our main results show that: (i) in the retina p38MAPK activation peaks at P4, and then, from P15 to P45, both ERK1/2 and p38MAPK phosphorylation increases; (ii) in the superior colliculus phosphorylation of both MAPKs increases between P4 and P15; (iii) in the visual cortex ERK1/2 phosphorylation increases from P15 to P45, while phosphorylation of p38MAPK increases starting from P4. The present data demonstrate a distinct regulation of the activation of ERK1/2 and p38MAPK in the three visual areas analyzed which occurs in temporal correlation with critical events for visual system maturation. These results suggest an important role for ERK1/2 and p38MAPK in the postnatal development of the rat visual system. Longlasting changes in neuronal circuitry require gene expression and protein synthesis. Thus, the pattern of kinase activation has to be translated into a pattern of gene expression, probably through the activation of transcription factors. A candidate nuclear pathway that might be critical in the developmental control of neural plasticity in the mammalian brain is the CREB transcriptional pathway. The involvement of this transcription factor in cortical plasticity and in the refinement of retino-geniculate projections has already been demonstrated, but the role of CREB in the retino-collicular plasticity remains unclear. Here, we analyze the expression of the activated and the total form of CREB in the rat superior colliculus during development. The results show that both phosphorylated and total form of CREB increase between P4 and P9, in coincidence with the increase of the MAPKs activation and the critical period for collicular plasticity. These results show that CREB is highly regulated during a period of refinement of collicular connections and could also be involved in the maturation of the superior colliculus.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/91848 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Oliveira, Camila Salum de |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Leal, Rodrigo Bainy, Rossi, Francesco Mattia |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 1 v.| il., grafs., tabs |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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