| Summary: | Diversos desordres neuropsiquiàtrics en humans estan relacionats amb una disfunció en
el control de les emocions i del comportament social, i alguns d'ells estan associats a
una alteració en el desenvolupament de l'amígdala. El control de les emocions i del
comportament social estan, en particular, associats a la denominada amígdala estesa, un
corredor de cèl·lules del telencèfal basal que s'estén des de l'amígdala centromedial al
nucli del llit de l'estria terminal (BST), que constitueix l'estació d'eixida mes important
cap a centres efectors de l'hipotàlem i tronc encefàlic. No obstant això, hi ha molts
aspectes del desenvolupament de l'amígdala estesa que es desconeixen, incloent l'origen
embrionari de les seves diferents subpoblacions de neurones. L'objectiu d'esta Tesi ha
sigut investigar l'origen de les neurones de l'amígdala estesa en embrions de ratolí
(E13.5-E16.5) per mitjà d'assajos de migració in vitro. Els resultats d'estos assajos es
van combinar amb inmunofluorescencia per a analitzar el fenotip de les neurones que
van migrar a l'amígdala des d'orígens distints, i es van comparar amb dades
d'inmunohistoquímica (per a marcar distints neuropèptids, proteïnes o enzims) i
hibridació in situ (per a detectar el RNAm de diferents factors de transcripció i altres
proteïnes) per a ajudar en la delimitació de distints dominis embrionaris del prosencèfal
i distintes subdivisions de l'amígdala estesa. En particular, esta Tesi està dedicada a
l'estudi de l'origen embrionari de les neurones de les dos subdivisions (o subcorredors)
principals de l'amígdala estesa, l'amígdala medial estesa (Capítol 2) i l'amígdala central
estesa (Capítol 3).
En relació a l'amígdala medial estesa (Capítol 2), la present Tesi proporciona evidència
experimental de l'origen múltiple de les seves neurones principals, incloent les de
l'amígdala medial i les del BST medial. En particular, aquest estudi aporta proves que
indiquen que una gran part de les neurones de l'amígdala medial i el BST medial deriva
de la part caudoventral de l'eminència ganglionar medial (MGEcv, prèviament
coneguda com, o inclosa en, l'àrea peduncular anterior), formant un subcorredor de
cèl·lules amb característiques moleculars semblants (expressió del factor de transcripció
Lhx6 i la proteïna calbindina). La comparació amb altres dades indica que les neurones
d'aquest subcorredor de cèl·lules que deriven de MGEcv estan interconnectades i
projecten a les mateixes dianes de l'hipotàlem, involucrades en el control del
comportament reproductor. Esta Tesi també aporta dades experimentals que demostren
que el pal·li ventral produeix algunes neurones de l'amígdala medial, que pareixen
expressar el factor de transcripció Lhx9. Els resultats també confirmen que algunes
neurones de l'amígdala medial estesa s'originen en l'àrea preòptica (les nostres dades
indiquen que s'originen específicament en l'àrea preòptica comissural o POC, i aquest
origen es correlaciona amb expressió de la proteïna senyalitzadora Shh) i en el domini
supraopto-paraventricular de l'hipotàlem (SPV, que dóna lloc a neurones amb expressió
postmitòtica dels factors de transcripció Lhx5 i Otp). De forma semblant a les neurones
que deriven de MGEcv, és possible que les neurones de l'amígdala medial estesa que
deriven d'altres dominis embrionaris també formen distints subcorredors de cèl·lules
amb funcions específiques.
En relació a l'amígdala central estesa (Capítol 3), els resultats d'esta Tesi mostren que
els seus principals components, incloent l'amígdala central i el BST lateral, són mosaics
formats per distintes proporcions de neurones derivades de la part dorsal de l'eminència
ganglionar lateral (LGEd), la part ventral de l'eminència ganglionar lateral (LGEv), o
l'eminència ganglionar medial (MGE). La neurones derivades de LGEd expressen el
factor de transcripció Pax6 i invadeixen preferentment les parts laterals de l'amígdala
central, encara que unes poques també arriben al BST lateral. Basant-se en correlació
amb el RNAm de pre-proencefalina i altres dades, moltes d'aquestes cèl·lules són
probablement neurones de projecció encefalinèrgiques. Les neurones derivades de
LGEv expressen el factor de transcripció Islet1 i invadeixen principalment la part
central i medial de l'amígdala central, i part del BST lateral. La correlació amb altres
estudis suggereix que aquestes cèl·lules són probablement les neurones de projecció que
contenen el factor alliberador de la corticotropina. D'altra banda, MGE produeix la
majoria de les neurones del BST lateral, però la part caudoventral del MGE (MGEcv)
també produeix una important subpoblació de neurones de projecció que expressen
somatostatina que invadeixen la part medial de l'amígdala central. Així, distints tipus de
neurones de projecció s'originen en distints dominis embrionaris, però els mateixos
dominis produeixen neurones per a quasi totes les parts de l'amígdala central estesa, la
qual cosa podria explicar la similitud de les neurones en característiques
neuroquímiques i connexions al llarg del corredor. Els resultats, junt amb altres dades
publicades, també suggereixen l'existència de al menys tres subcorredors de cèl·lules en
l'amígdala central estesa, cada un relacionat amb un origen embrionari distint i
involucrat en el control d'un aspecte diferent de les respostes de por i ansietat.
En resum, aquest estudi proporciona importants dades que aclareixen aspectes rellevants
del desenvolupament i organització adulta de l'amígdala estesa, i ajuda a establir les
bases per a una millor comprensió del control neural de les emocions i el comportament
social en condicions normals i patològiques. === Varios desórdenes neuropsiquiátricos humanos están relacionados con una disfunción
en el control de las emociones y del comportamiento social, y algunos de ellos están
asociados a una alteración en el desarrollo de la amígdala. El control de las emociones y
el comportamiento social están, en particular, asociados a la denominada amígdala
extendida, un corredor de células del telencéfalo basal que se extiende desde la
amígdala centromedial al núcleo del lecho de la estria terminal (BST), que constituye la
estación de salida mas importante hacia centros efectores del hipotálamo y tronco
encefálico. Sin embargo, existen muchos aspectos del desarrollo de la amígdala
extendida que se desconocen, incluyendo el origen embrionario de sus diferentes
subpoblaciones de neuronas. El objetivo de esta Tesis ha sido investigar el origen de las
neuronas de la amígdala extendida en embriones de ratón (E13.5-E16.5) mediante
ensayos de migración in vitro. Los resultados de estos ensayos se combinaron con
inmunofluorescencia para analizar el fenotipo de las neuronas que migraron a la
amígdala desde orígenes distintos, y se compararon con datos de inmunohistoquímica
(para marcar distintos neuropéptidos, proteinas o enzimas) e hibridación in situ (para
detectar el RNAm de diferentes factores de transcripción y otras proteinas) para ayudar
en la delimitación de distintos dominios embrionarios del prosencéfalo y distintas
subdivisiones de la amígdala extendida. En particular, esta Tesis está dedicada al
estudio del origen embrionario de las neuronas de las dos subdivisiones (o
subcorredores) principales de la amígdala extendida, la amígdala medial extendida
(Capítulo 2) y la amígdala central extendida (Capítulo 3).
En relación a la amígdala medial extendida (Capítulo 2), la presente Tesis proporciona
evidencia experimental del origen múltiple de sus neuronas principales, incluyendo las
de la amígdala medial y las del BST medial. En particular, este estudio aporta pruebas
que indican que una gran parte de las neuronas de la amígdala medial y el BST medial
deriva de la parte caudoventral de la eminencia ganglionar medial (MGEcv,
previamente conocida como, o incluida en el área peduncular anterior), formando un
subcorredor de células con características moleculares similares (expresión del factor de
transcripción Lhx6 y la proteina calbindina). La comparación con otros datos indica que
las neuronas de este subcorredor de células que derivan de MGEcv están
interconectadas y proyectan a las mismas dianas del hipotálamo, involucradas en
control del comportamiento reproductor. Esta Tesis también aporta datos
experimentales que demuestran que el palio ventral produce algunas neuronas de la
amígdala medial, que parecen expresar el factor de transcripción Lhx9. Los resultados
también confirman que algunas neuronas de la amígdala medial extendida se originan
en el área preóptica (nuestros datos indican que se originan específicamente en el área
preóptica comisural o POC, y este origen se correlaciona con expresión de la proteina
señalizadora Shh) y en el dominio supraopto-paraventricular del hipotálamo (SPV, que
da lugar a neuronas con expresión postmitótica de los factores de transcripción Lhx5 y
Otp). De forma similar a las neuronas que derivan de MGEcv, es posible que las
neuronas de la amígdala medial extendida que derivan de otros dominios embrionarios
también formen distintos subcorredores de células con funciones específicas.
En relación a la amígdala central extendida (Capítulo 3), los resultados de esta Tesis
muestran que sus principales componentes, incluyendo la amígdala central y el BST
lateral, son mosaicos formados por distintas proporciones de neuronas derivadas de la
parte dorsal de la eminencia ganglionar lateral (LGEd), la parte ventral de la eminencia
ganglionar lateral (LGEv), o la eminencia ganglionar medial (MGE). La neuronas
derivadas de LGEd expresan el factor de transcripción Pax6 e invaden preferentemente
las partes laterales de la amígdala central, aunque unas pocas también alcanzan el BST
lateral. En base a correlación con el RNAm de pre-proencefalina y otros datos, muchas
de estas células son probablemente neuronas de proyección encefalinérgicas. Las
neuronas derivadas de LGEv expresan el factor de transcripción Islet1 e invaden
principalmente la parte central y medial de la amígdala central, y parte del BST lateral.
La correlación con otros estudios sugiere que estas células son probablemente las
neuronas de proyección que contienen el factor liberador de la corticotropina. Por otro
lado, MGE produce la mayoría de las neuronas del BST lateral, pero la parte
caudoventral del MGE (MGEcv) también produce una importante subpoblación de
neuronas de proyección que expresan somatostatina que invaden la parte medial de la
amígdala central. Así, distintos tipos de neuronas de proyección se originan en distintos
dominios embrionarios, pero los mismos dominios producen neuronas para casi todas
las partes de la amígdala central extendida, lo que podría explicar la similitud de las
neuronas en características neuroquímicas y conexiones a lo largo del corredor. Los
resultados, junto con otros datos publicados, también sugieren la existencia de al menos
tres subcorredores de células en la amígdala central extendida, cada uno relacionado a
un origen embrionario distinto e involucrado en el control de un aspecto diferente de las
respuestas de miedo y ansiedad.
En resumen, este estudio proporciona importantes datos que clarifican aspectos
relevantes del desarrollo y organización adulta de la amígdala extendida, y ayuda a
establecer las bases para una mejor comprensión del control neural de las emociones y
el comportamiento social en condiciones normales y patológicas. === Dysfunctions in emotional control and social behavior are behind several human
neuropsychiatric disorders, some of which are associated to an alteration of amygdalar
development. The control of emotions and social behavior is particularly associated to
the so-called extended amygdala, which is a cell corridor of the basal telencephalon
extending from the centromedial amygdala to the bed nucleus of the stria terminalis
(BST), that constitutes the major output station to effector centers of the hypothalamus
and brainstem. However, many aspects of the development of the extended amygdala
remain elusive, including the embryonic origin of its different neuron subpopulations.
The aim of this Thesis has been to investigate the origin of the neurons of the extended
amygdala in mouse embryos (E13.5-E16.5) by using in vitro migration assays. The fate
mapping results were combined with immunofluorescence for analyzing the phenotype
of the neurons that migrated to the amygdala from distinct origins, and were compared
with data from immunohistochemistry (to label distinct neuropeptides, proteins or
enzymes) and in situ hibridization (to detect the mRNA expression of different
transcription factors and other proteins) which helped in the delineation of forebrain
embryonic domains and extended amygdala subdivisions. In particular, this Thesis deals
with studing the embryonic origin of the neurons of the two major subdivisions (or subcorridors)
of the extended amygdala, the medial extended amygdala (Chapter 2) and the
central extended amygdala (Chapter 3).
Regarding the medial extended amygdala (Chapter 2), this Thesis provides experimental
evidence for a multiple embryonic origin of its principal neurons, including those of the
medial amygdala and medial BST. In particular, this study provides novel evidence
indicating that a major part of the neurons of the medial amygdala and medial BST
derives from the caudoventral part of the medial ganglionic eminence (MGEcv,
previously called or included as part of the anterior peduncular area), forming a cell
subcorridor with similar molecular features (expression of the transcription factor Lhx6
and the protein calbindin). Comparison to other data indicates that neurons along this
MGEcv-related cell subcorridor are interconnected and project to the same
hypothalamic targets, which are involved in reproductive behavior. This Thesis also
provides novel experimental evidence indicating that the ventral pallium produces some
neurons for the medial amygdala, which appear to express the transcription factor Lhx9.
The results also confirm that some neurons of the medial extended amygdala originate
in the preoptic area (our results indicate that these cells specifically originate in its
commissural subdivision or POC and correlate to expression of the signaling protein
Sonic hedgehog) and the supraopto-paraventricular domain of the hypothalamus (or
SPV, which derived neurons express the transcription factors Lhx5 and Otp). Similarly
to the neurons derived from MGEcv, it is possible that neurons of the medial extended
amygdala derived from other embryonic domains also form distinct cell subcorridors
related to specific functions.
Regarding the central extended amygdala (Chapter 3), the results of this Thesis show
that its major components, including central amygdala and lateral bed nucleus of the
stria terminalis (BST), are mosaics formed by different proportions of dorsal lateral
ganglionic eminence (LGE)-, ventral LGE- and medial ganglionic eminence (MGE)-
derived neurons. Dorsal LGE-derived neurons express the transcription factor Pax6, and
primarily populate lateral parts of the central amygdala, but a few also reach the lateral
BST. Based on correlation with pre-proenkephalin mRNA and other data, many of these
cells are likely enkephalinergic projection neurons. The ventral LGE-derived neurons
express the transcription factor Islet1, and primariy populate the central and medial
parts of the central amygdala, and part of the lateral BST. Correlation with other studies
suggests that these cells represent projection neurons expressing corticotropin-releasing
factor. The MGE produces the majority of neurons of lateral BST, but its caudoventral
subdivision (MGEcv) also produces an important subpopulation of projection neurons
containing somatostatin for medial aspects of the central amygdala. Thus, distinct
principal neurons originate in different embryonic domains, but the same domains
contribute neurons to most subdivisions of the central extended amygdala, which may
explain the similarity in neurochemistry and connections along the corridor. The results,
together with other published data, also suggest the existence of at least three
subcorridors within the central extended amygdala, each related to a different
embryonic origin and involved in the control of a different aspect of fear responses and
anxiety.
In conclusion, this study provides important data that clarify relevant aspects on the
development and adult organization of the extended amygdala, and helps to set up the
foundations for a better understanding of neural control of emotions and social behavior
in normal and abnormal conditions.
|
|---|
