Diversity of GABAergic Cell Types in the Developing Mouse Interpeduncular Nucleus

Näytä kaikki kuvailutiedot



Pysyväisosoite

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202007033582
Julkaisun nimi: Diversity of GABAergic Cell Types in the Developing Mouse Interpeduncular Nucleus
Tekijä: Tervi, Anniina
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten
Julkaisija: Helsingin yliopisto
Päiväys: 2020
Kieli: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202007033582
http://hdl.handle.net/10138/317424
Opinnäytteen taso: pro gradu -tutkielmat
Koulutusohjelma: Neurotieteiden maisteriohjelma
Master's Programme in Neuroscience
Magisterprogrammet i neurovetenskap
Opintosuunta: Neurotiede
Neuroscience
Neurovetenskap
Tiivistelmä: Erilaisten hermosolujen kirjo luo perustan aivojen toiminnalle. Hermosolujen erilaisten osapopulaatioiden kehitys sekä hermosolujen erityisominaisuudet keskushermostossa ovat vielä osittain epäselviä. Näiden kehitysbiologisten asioiden ymmärtäminen voisi edistää aivorungon tumakkeiden solutyyppien rakenteen ja toiminnan kartoitusta. Aiemmat työt ovat osoittaneet, että pieni alue aivojen takaosassa (rV2) tuottaa sekä eksitatorisia (glutamatergisiä) että inhibitorisia (GABAergisiä) hermosoluja, jotka liittyvät aivorungon monoaminergisiin tumakkeisiin (Lahti et al., 2016). Tässä maisterintutkielman tutkimusprojektissa tutkittiin Gsc2-transkriptiofaktoria ilmentävää hermosolujen osapopulaatiota aivorungon interpedunkulaarisessa tumakkessa. Tutkimusprojekti pohjautuu aikaisempiin tuloksiin yksittäisten solujen mRNA-sekvensoinnissa E13.5 ikäisillä hiirillä. Aiemman tutkimuksen sekvensointitulosten perusteella Gsc2:a ilmentävät hermosolut ovat GABAergisiä interneuroneita ja ovat lähtöisin rV2-osasta rombomeeri 1 alueelta taka-aivoista. Tässä projektissa tutkittiin myös Sall3transkriptiofaktorin ja Gsc2-transkriptiofaktorin yhtenäistä alueellista ilmentymistä hiirisikiöiden aivorungon kehityksen aikana. Ennalta mainittujen lisäksi tutkimuksessa tutkittiin myös Notch-signaloinnin roolia solun välittäjäaineidentiteetin valitsemisessa GABAergisen ja glutamatergisen solutyypin välillä rV2-alueen hermosolujen kantasoluissa. Aiemman tutkimuksen sekvensointitulosten validointi suoritettiin tutkimuksessa käyttäen immunohistokemiallisia ja in situ hybridisaatio -menetelmiä E12.5 ja E15.5 ikäisillä hiiren sikiöillä. Tutkimusprojektin tulokset tukevat aiemman tutkimuksen tuloksia Gsc2:a ilmentävien solujen alkuperästä rombomeeri 1 alueelta ja lisäksi osoittivat näiden kyseisten hermosolujen olevan tyypiltään GABAergisiä soluja. Sall3 ja Gsc2 -transkriptiofaktoreiden yhteistä ilmentymistä rV2-alueella tai interpedunkulaarisessa tumakkeessa ei voida tässä tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella todentaa. Lisäksi tutkimuksessa saatujen tulosten mukaan Notch-signaalin estäminen rV2-alueella vähensi GABAergisten hermosolujen erilaistumista samalla alueella. Tutkimuksen tuloksiin viitaten voidaan todeta, että Notch-proteiini vaikuttaa GABA-välittäjäaineen valitsemiseen hiirten aivorungon hermosolujen kehityksen aikana. Tutkimuksessa saadut tulokset osoittavat myös, että Gsc2 voisi toimia rombomeeri 1 alueelta syntyvien GABAergisten interneuronien sekä interpedunkulaarisen tumakkeen takaosan hermosolujen merkkigeeninä. Lisäksi Notch-signaloinnista saadut tulokset voivat auttaa erilaisten mekanismien löytämisessä hermosolujen välittäjäaineidentiteettiin liittyen. Jatkotutkimusta ajatellen aikapisteitä ja GABA- sekä glutamatergisiä merkkigeenejä tulisi lisätä tutkimuksessa saatujen tulosten tukemiseksi.The diversity of different neuronal types lays the foundation for different functions in the brain. The development of different subpopulations and special features of neurons in the central nervous system are still partly unknown. Finding answers to these developmental issues could help in the process of characterisation of cell types and mapping of neuronal networks between the brainstem nuclei in the brain. Previous studies have shown that a ventrolateral neuroepithelial domain in the anterior hindbrain, rV2, produces excitatory (glutamatergic) and inhibitory (GABAergic) neurons, which are related to monoaminergic nuclei in the brainstem (Lahti et al., 2016). In this master’s thesis project, the development of a subpopulation of neurons expressing Gsc2 transcription factor in the interpeduncular nucleus was studied. This project was based on single-cell RNA sequencing results conducted in E13.5 mice. Predicted by single-cell RNA sequencing results, Gsc2 expressing cells are GABAergic interneurons and originate from the rV2 domain of the rhombomere 1 region in the hindbrain. Co-expression pattern with another transcription factor Sall3 with Gsc2 during development was also addressed in the study. Furthermore, the role of Notch signalling in the binary cell fate decision between GABAergic and the glutamatergic fate of rV2 neurons was investigated. Validation of single-cell RNA sequencing results was performed using in situ hybridisation and immunohistochemistry methods with mice embryos at the age of E12.5 and E15.5. This study verified previously shown origin of Gsc2 expressing cells to the rhombomere 1 region and in addition, showed that Gsc2 expressing cells are GABAergic. Co-expression pattern of Gsc2 with Sall3 neither in the rV2 domain nor in the interpeduncular nucleus was seen in our results. In the rV2 domain, the depletion of Notch signalling decreased the expression of differentiating GABAergic neurons. This indicates that Notch has a role in GABAergic neurotransmitter identity during the development of brainstem neurons in mice. Based on our results, Gsc2 could be used as a lineage marker for GABAergic interneurons originating from the rhombomere 1 region and as a marker for a subpopulation of the interpeduncular nucleus. Furthermore, results from the role of Notch signalling could help in discovering the mechanisms related to the determination of neurotransmitter identity in rV2 neurons. Further investigations, in different developmental time points and with additional markers, are needed to verify these results.
Avainsanat: Goosecoid homeobox 2
Notch
Interpeduncular nucleus
developmental biology
GABAergic neuron


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Tervi_Anniina_Pro_gradu_2020.pdf 1.426MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot