Bases neurales de la respiration chez la souris : traçage monosynaptique et dissection génétique des neurones prémoteurs phréniques

• Main Author: Wu, Jinjin
• Other Authors: Université Paris-Saclay (ComUE)
• Language: en
• Published: 2016
• Subjects: Pré-Moteurs; Respiratoire; Tronc cérébral; Premotor neurons; Respiration; Brainstem
• Online Access: http://www.theses.fr/2016SACLS151/document

Le comportement respiratoire est unique en ce qu’il requiert l’activation permanente de muscles squelettiques. Le contrôle exécutif de la respiration repose sur des groupes d’interneurones connectés par des synapses et formant un réseau ordonné : le générateur central respiratoire (CPG). Nous cherchons à comprendre l’implication de types neuronaux définis dans la logique de l’organisation du CPG respiratoire. Nous avons précédemment démontré que les neurones constitutifs du – complexe preBötzinger (preBötC) – le générateur du rythme inspiratoire, dérivaient de progéniteurs neuraux exprimant le gène à homéoboite Dbx1. J’étudie ici, par traçage viral monosynaptique chez des souriceaux, les neurones prémoteurs à l’interface entre le générateur de rythme et les motoneurones phréniques innervant le diaphragme. Je montre que les principaux neurones prémoteurs formant – le groupe respiratoire ventral rostral (rVRG) – sont aussi des neurones de type V0. Ce travail révèle une organisation des circuits inspiratoires dans laquelle les lignages cellulaires de types V0 sont cruciaux pour établir (i) le preBötC (générateur du rythme) et le rVRG (suiveur du rythme) et (ii) un dessin de connectivité assurant bilatéralement l’amplitude équilibrée et la synchronisation de la commande motrice des nerfs phréniques requise pour respirer efficacement. === Breathing uniquely engages permanent rhythmic contractions of skeletal muscles in a bilaterally synchronized manner. The executive control of respiration imparts on sets of brainstem interneurons synaptically assembled into an ordered network: the respiratory central pattern generator (CPG). We investigate the relationship of defined neuronal subtypes to the organizational logic of the respiratory CPG. We have previously demonstrated that neural progenitors expressing the homeobox gene Dbx1 give rise to V0 neurons that go on forming the – preBötzinger complex (preBötC) -- the inspiratory rhythm generator. I now study, via monosynaptic viral tracing in early postnatal mice, the premotor neurons that interface the rhythm generator to output phrenic motor neurons innervating the main inspiratory pump muscle, the diaphragm. I show that the principal premotor neurons in the – rostral ventral respiratory group (rVRG) – are also V0 interneurons. This work reveals an organization of inspiratory circuits in which V0 cell lineages are crucial for establishing (i) the preBötC (rhythm generator) and the rVRG (rhythm follower) and (ii) a connectivity design that secures the bilaterally balanced amplitude and temporal synchronicity of rhythmic phrenic motor drives necessary for efficient breathing.