An examination of hippocampal interneurons underlying enkephalin release and their potential role in memory

Examination des interneurones hippocampiques sous-jacents à la libération d'enképhaline et de leur rôle potentiel dans la mémoire L’hippocampe joue un rôle central dans l’apprentissage et la mémoire. Récemment, il a été démontré que la plasticité synaptique dans la zone hippocampique CA2 est cruciale pour la mémoire de reconnaissance sociale. Il y a une dépression à long terme de la transmission inhibitrice (iDTL) sur les neurones pyramidaux de CA2 qui exige l’activation des récepteurs delta-opioïde (RDOs) situés sur des interneurones exprimants la parvalbumine. Tandis que des progrès récents ont été faits dans la compréhension de cette plasticité et de sa signification, la source du ligand endogène des RDOs, l’enkephaline, n’est pas connue. Nous postulons que les interneurones exprimants l’enkephaline (proenkephaline; PENK+) situés dans la zone CA1 ainsi que les cellules granulaires du gyrus denté sont une source potentielle d’enkephaline pour la zone CA2. Pour tester cette hypothèse, nous utilisons diverses combinaisons d’outils histologiques, pharmacologiques, optogénétiques, chimiogénétiques et électrophysiologiques en combinaison avec des tranches hippocampiques aigues. Ces méthodes nous permettent de disséquer le micro-circuit impliqué dans la libération de l’enkephaline pour activer les RDOs. Nous montrons d’abord que l’excitation optogénétique des entrées axonales CA3 spécifiquement sur la zone CA2 sont suffisantes pour entrainer la libération d’enkephaline, indiquant une voie intra-hippocampal menant à la libération d’enkephaline. Nous démontrons ensuite que les interneurones de la région CA1/CA2 sont en mesure de libérer l’enkephaline et de mener une iDTL dans la zone CA2. Nous utilisons une souris PENK knock-in pour exprimer la channelrhodopsin (ChR2) sélectivement dans les interneurones PENK+. Nous démontrons que la libération d’enkephaline par les interneurones PENK+ peut entrainer une iDTL dans la zone CA2. En outre, nous utilisons la chimiogénétique pour démontrer que l’inactivation des interneurones PENK+ empêche l’iDTL dans la zone CA2. En outre, nous constatons que l’activation optogénétique des interneurones PENK+ dans le gyrus denté n’entraîne pas de iDTL. Nous caractérisons les interneurones PENK+ dans la région de CA1/CA2, constatant que ces interneurones ne ciblent pas directement les neurones pyramidaux CA2, ce qui est compatible, étant des interneurons qui ciblent d’autres interneurones. Ensuite, nous montrons que les interneurones d’enkephaline colocalisent avec des protéines liant le calcium, la calrétinine et le peptide intestinal vasoactif (VIP). En outre, nous avons caractérisé ces interneurones comme des interneurones rapides qui reçoivent des apports forts des Collatérales de Schaffer dans la couche stratum radiatum. Ces résultats suggèrent que les sources intra-hippocampal d’enkephaline sont suffisantes pour évoquer une plasticité mediée par les RDOs dans la région hippocampal CA2. Pour conclure, nous émettons l’hypothèse que l’activation des neurones enkephaline dans la région de CA1/CA2 est importante pour la libération d’enkephaline pour activer les RDO et la médiation d’une iDTL dans CA2 qui pourrait plus tard affecter la mémoire de reconnaissance sociale.