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De la souris à l’homme : comment la Reelin affecte-t-elle l’évolution et la structure du cerveau ?
La reeline est une glycoprotéine géante de la matrice extracellulaire sécrétée codée par le gène RELN, qui régule principalement la migration et le positionnement des neurones dans le cerveau en développement en contrôlant les interactions cellule-cellule. En plus de son rôle important dans le développement précoce, la Reelin continue de jouer un rôle dans le cerveau adulte. Il régule la plasticité synaptique en améliorant l’induction et le maintien de la potentialisation à long terme et stimule le développement des dendrites et des épines dendritiques dans l’hippocampe, tout en régulant la migration continue des neuroblastes générés sur les sites de neurogenèse adulte. De plus, la Reelin est également présente dans plusieurs parties du corps telles que le foie, la thyroïde, les glandes surrénales, et joue un rôle potentiel dans la cause de certaines maladies neurologiques.
L'expression de Reelin est significativement réduite dans la schizophrénie et le trouble bipolaire, mais la raison de cette observation reste floue car des études ont montré que les médicaments psychiatriques eux-mêmes peuvent affecter l'expression de Reelin.
Chez la souris, on a découvert qu'un manque total de Reelin entraînait un type de dysgyrie cérébrale, et la Reelin pourrait jouer un rôle dans diverses pathologies, notamment la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie du lobe temporal et l'autisme. Le nom de Reelin vient de la démarche anormale des souris « reeler », qui se sont révélées dépourvues de cette protéine cérébrale et sont homozygotes pour une mutation du gène RELN.
La découverte de Reelin
Une étude montre que les souris mutantes apportent des informations sur les mécanismes moléculaires du développement du système nerveux central. Au départ, les scientifiques ont identifié au hasard des souris ayant des difficultés de mouvement en observant leur comportement moteur et leur ont donné des noms descriptifs tels que « enrouleur » et « tisserand ». La souris « reeler » a été décrite pour la première fois par D.S. Falconer à l'Université d'Édimbourg en 1951, suite à une mutation soudaine apparue dans la souche de souris en 1948. Des études histopathologiques ultérieures ont révélé que le cervelet des souris Reeler était significativement compacté et que la structure hiérarchique normale de plusieurs régions du cerveau était perturbée.
Dans les années 1970, la découverte d’inversions de couches cellulaires dans le néocortex de la souris a attiré davantage l’attention sur la mutation Reeler. En 1994, un nouvel allèle reeler a été obtenu par mutagenèse insertionnelle, qui a été le premier marqueur moléculaire à localiser le gène RELN sur le chromosome 7q22 et a ensuite été cloné et identifié. Des scientifiques japonais de l'université médicale de Kochi ont réussi à générer des anticorps contre des extraits cérébraux normaux de souris Reeler. Ces anticorps ont ensuite été appelés CR-50 et ils ont réagi spécifiquement avec les neurones de Cajal-Retzius, dont le rôle fonctionnel était resté jusqu'à présent obscur.
Distribution tissulaire et sécrétion de Reelin
Des études ont montré que la Reelin est absente des vésicules synaptiques et est sécrétée via la voie sécrétoire invariante et stockée dans les vésicules sécrétoires de Golgi. Le taux de libération de Reelin n'est pas régulé par la dépolarisation mais dépend strictement de son taux de synthèse. Au cours du développement du cerveau, la Reelin est principalement sécrétée par les cellules de Cajal-Retzius et d’autres cellules similaires du cortex cérébral et de l’hippocampe.
La synthèse de la reeline atteint son maximum après la naissance, puis diminue rapidement à mesure que le bébé grandit, son expression devenant plus diffuse. Dans le cerveau adulte, la Reelin est principalement exprimée par les interneurones GABAergiques du cortex et les neurones glutamatergiques du cervelet, et sa fonction change également avec l'âge.
Structure et fonction de Reelin
Les fonctions liées à la Reelin ont une importance importante dans l’évolution du cerveau. Sa structure est composée de 3461 acides aminés et possède une activité sérine protéase. Parmi eux, 65 exons s'étendent sur environ 450 kb, et deux sites de démarrage de la transcription et deux sites de polyadénylation ont été identifiés dans la structure du gène. Les principales fonctions de Reelin comprennent la régulation du développement cortical et du positionnement neuronal, ce qui est crucial tant au stade embryonnaire qu'à l'âge adulte.
Importance évolutive
L'interaction Reelin-DAB1 pourrait jouer un rôle clé dans l'évolution structurelle du cortex. Des études ont montré qu’à mesure que le cortex devient plus complexe, l’expression de Reelin augmente. La reeline est présente dans le télencéphale de tous les vertébrés étudiés, mais son modèle d'expression varie considérablement.
Diverses découvertes ont montré l'importance de la Reelin dans la structure du cerveau, en particulier à mesure que le cerveau humain évolue, le rôle de la Reelin n'est pas seulement dans la période de développement, mais aussi la pierre angulaire du fonctionnement normal du cerveau humain aujourd'hui. Tout cela nous a incité à étudier plus en détail le rôle de Reelin dans la fonction cognitive et la santé mentale afin d’explorer la signification évolutive et les mécanismes sous-jacents de la structure du cerveau.
Quel rôle joue la Reelin dans l'évolution du cerveau ? Existe-t-il d'autres mécanismes non découverts ?
