Author: "Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06)" / Topic: medicine - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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1. Probing the ionotropic activity of glutamate GluD2 receptor in HEK cells with genetically-engineered photopharmacology

Author: Sarah Mondoloni, Bertrand Lambolez, Philippe Faure, Ludovic Tricoire, Alexandre Mourot, Damien Lemoine, Jérome Tange, Antoine Taly, Neuroscience Paris Seine (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Laboratoire de biochimie théorique [Paris] (LBT (UPR_9080)), Institut de biologie physico-chimique (IBPC (FR_550)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), faure, philippe, Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Light, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, tethered ligands, neuroscience, 0302 clinical medicine, Glutamate Dehydrogenase, Glutamates, photopharmacology, Biology (General), Receptor, Chemistry, General Neuroscience, Glutamate receptor, ion channels, General Medicine, Cell biology, medicine.anatomical_structure, azobenzene, glutamate receptors, Medicine, Genetic Engineering, Ionotropic effect, Research Article, QH301-705.5, Science, GLUD2, chemical biology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, Biochemistry and Chemical Biology, medicine, Humans, biochemistry, optogenetics, Ion channel, mouse, Binding Sites, General Immunology and Microbiology, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, 030104 developmental biology, Metabotropic receptor, HEK293 Cells, Metabotropic glutamate receptor, Mutation, Neuron, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Glutamate delta (GluD) receptors belong to the ionotropic glutamate receptor family, yet they don’t bind glutamate and are considered orphan. Progress in defining the ion channel function of GluDs in neurons has been hindered by a lack of pharmacological tools. Here, we used a chemo-genetic approach to engineer specific and photo-reversible pharmacology in GluD2 receptor. We incorporated a cysteine mutation in the cavity located above the putative ion channel pore, for site-specific conjugation with a photoswitchable pore blocker. In the constitutively open GluD2 Lurcher mutant, current could be rapidly and reversibly decreased with light. We then transposed the cysteine mutation to the native receptor, to demonstrate with high pharmacological specificity that metabotropic glutamate receptor signaling triggers opening of GluD2. Our results assess the functional relevance of GluD2 ion channel and introduce an optogenetic tool that will provide a novel and powerful means for probing GluD2 ionotropic contribution to neuronal physiology., eLife digest Neurotransmitters are chemicals released by the body that trigger activity in neurons. Receptors on the surface of neurons detect these neurotransmitters, providing a link between the inside and the outside of the cell. Glutamate is one of the major neurotransmitters and is involved in virtually all brain functions. Glutamate binds to two different types of receptors in neurons. Ionotropic receptors have pores known as ion channels, which open when glutamate binds. This is a fast-acting response that allows sodium ions to flow into the neuron, triggering an electrical signal. Metabotropic receptors, on the other hand, trigger a series of events inside the cell that lead to a response. Metabotropic receptors take more time than ionotropic receptors to elicit a response in the cell, but their effects last much longer. One type of receptor, known as the GluD family, is very similar to ionotropic glutamate receptors but does not directly respond to glutamate. Instead, the ion channel of GluD receptors opens after being activated by glutamate metabotropic receptors. GluD receptors are produced throughout the brain and play roles in synapse formation and activity, but the way they work remains unclear. An obstacle to understanding how GluD receptors work is the lack of molecules that can specifically block these receptors’ ion channel activity. Lemoine et al. have developed a tool that enables control of the ion channel in GluD receptors using light. Human cells grown in the lab were genetically modified to produce a version of GluD2 (a member of the GluD family) with a light-sensitive molecule attached. In darkness or under green light, the light-sensitive molecule blocks the channel and prevents ions from passing through. Under violet light, the molecule twists, and ions can flow through the channel. With this control over the GluD2 ion channel activity, Lemoine et al. were able to validate previous research showing that the activation of metabotropic glutamate receptors can trigger GluD2 to open. The next step will be to test this approach in neurons. This will help researchers to understand what role GluD ion channels play in neuron to neuron communication.
Published: 2020
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2. Cell-Specific Neuropharmacology

Author: Sarah Mondoloni, Romain Durand-de Cuttoli, Alexandre Mourot, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM), Neuroscience Paris Seine (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Nervous system, Computer science, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Optogenetics, Toxicology, Nervous System, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Neuropharmacology, Cell surface receptor, Biological neural network, medicine, Animals, Humans, photopharmacology, Receptor, optogenetics, Ion channel, Pharmacology, Neurons, tethered ligand, Chemogenetics, bump-hole, 3. Good health, receptor–ligand pair, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, [SDV.SP.PHARMA]Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences/Pharmacology, chemogenetics, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Neuronal communication involves a multitude of neurotransmitters and an outstanding diversity of receptors and ion channels. Linking the activity of cell surface receptors and ion channels in defined neural circuits to brain states and behaviors has been a key challenge in neuroscience, since cell targeting is not possible with traditional neuropharmacology. We review here recent technologies that enable the effect of drugs to be restricted to specific cell types, thereby allowing acute manipulation of the brain’s own proteins with circuit specificity. We highlight the importance of developing cell-specific neuropharmacology strategies for decoding the nervous system with molecular and circuit precision, and for developing future therapeutics with reduced side effects.
Published: 2019
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3. Resilience to chronic stress is mediated by noradrenergic regulation of dopamine neurons

Author: Bénédicte Amilhon, Fabio Marti, Léa C. Perret, Naguib Mechawar, Elsa Isingrini, Jennifer Robinson, Luc Moquin, Bruno Giros, Quentin Rainer, Elisa Guma, Alain Gratton, Garance Martin, Sylvain Williams, Arnaud Tanti, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Canadian Research Chair in the Neurobiology of Mental Disorders, Fonds de Recherche du Quebec - Sante, Canada Research Chairs program, Graham Boeckh Foundation for Schizophrenia Research, Natural and Engineering Research Council of Canada [RGPIN 385732-2012], Neuroscience Paris Seine (NPS), Centre Neurosciences intégratives et Cognition (INCC - UMR 8002), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Research Center of the Douglas Mental Health University Institute, Douglas Mental Health University Institute [Montréal], McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Adrenergic Neurons, Male, 0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mice, Transgenic, Social defeat, Mice, Norepinephrine, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Dopamine, mental disorders, medicine, Biological neural network, Animals, Chronic stress, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Mice, Knockout, Dopaminergic Neurons, musculoskeletal, neural, and ocular physiology, General Neuroscience, Ventral Tegmental Area, Neural Inhibition, Resilience, Psychological, Mice, Inbred C57BL, Ventral tegmental area, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, nervous system, Vesicular Monoamine Transport Proteins, Chronic Disease, Locus coeruleus, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Psychology, Neuroscience, Stress, Psychological, psychological phenomena and processes, 030217 neurology & neurosurgery, medicine.drug
Abstract: International audience; Dopamine (DA) neurons in the ventral tegmental area (VTA) help mediate stress susceptibility and resilience. However, upstream mechanisms controlling these neurons remain unknown. Noradrenergic (NE) neurons in the locus coeruleus, implicated in the pathophysiology of depression, have direct connections within the VTA. Here we demonstrate that NE neurons regulate vulnerability to social defeat through inhibitory control of VTA DA neurons.
Published: 2016
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4. A Human Polymorphism in CHRNA5 Is Linked to Relapse to Nicotine Seeking in Transgenic Rats

Author: Francina Langa, Uwe Maskos, Morgane Besson, Alexandre Mourot, Carole Morel, Sarah Mondoloni, Romain Durand-de Cuttoli, Bertrand Lambolez, Petra Scholze, Stéphanie Pons, Ludovic Tricoire, Audrey Hay, Benoit Forget, Philippe Faure, Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques / Integrative Neurobiology of Cholinergic Systems (NISC), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Center for Brain Research [Vienna, Austria], Medizinische Universität Wien = Medical University of Vienna, Centre d'Ingénierie génétique murine - Mouse Genetics Engineering Center (CIGM), Institut Pasteur [Paris] (IP), Neurobiologie des processus adaptatifs (NPA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Réseau cortical et couplage neurovasculaire = Cortical Network and Neurovascular (NPS-03), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported by the Institut Pasteur, Centre National de la Recherche Scientifique UMR 3571 and 8246, the programs PasteurInnov2012 and PasteurInnov 2013, the Fondation de la Recherche Médicale (FRM) (grants SPF20140129365 and DPA20140629803 to U.M.), the Agence Nationale de la Recherche (ANR), ANR Neuroscience and ANR BLANC,Laboratoire d’Excellence LABEX BIO-PSY by the FP7 ERANET program NICO-GENE grant agreement convention ANR no. 2010-NEUR-004-01, the European Commission FP7 RTD Project HEALTH-2009-Neurocyp.08-202088 grant 242167, and French National Cancer Institute grant CANCEROPOLE IDF 2016-1-TABAC-01-IP-1 MASKOS (all to U.M.). This work was also supported by the ANR-JC JC Nicopto, a NARSAD Young Investigator Grant from the Brain and Behavior Research Foundation, and the Medisite Foundation to A.M. R.D.C. was supported by a Ph.D. fellowship from the DIM Cerveau and Pensee program of the Region Ile-de-France. The laboratories of U.M. and P.F. are part of the Ecole des Neurosciences de Paris Ile-de-France RTRA network. U.M. and P.F. are members of the LABEX BIO-PSY. As such, this work was supported by French state funds managed by the ANR within the Investissements d’Avenir programme under reference ANR-11-IDEX-0004-02., ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011), ANR-06-NEUR-0043,Presynaptic-CB1,Récepteurs présynaptique cannabinoïdes de type 1 (CB1): mécanismes et fonctions dans le cortex préfrontal.(2006), European Project: 202088,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2007-A,NEUROCYPRES(2008), European Project: 242167,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2009-two-stage,SYNSYS(2010), European Project: 680966,ERA-NET NEURON,NICO-GENE(2015), Sorbonne Université (SU)-Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Center for Brain Research [Vienne], Institut Pasteur [Paris], Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques - Integrative Neurobiology of Cholinergic Systems, Institut Pasteur [Paris]-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), ANR-11-IDEX-0004-02/11-LABX-0035,BIOPSY,Laboratoire de Psychiatrie Biologique(2011), and ANR-06-NEURO-0043,PRESYNAPTIC-CB1,Récepteurs présynaptique cannabinoïdes de type 1 (CB1): mécanismes et fonctions dans le cortex préfrontal.(2006)
Subjects: 0301 basic medicine, Male, medicine.medical_specialty, Interpeduncular nucleus, Nicotine, medicine.medical_treatment, media_common.quotation_subject, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Self Administration, Biology, Receptors, Nicotinic, Polymorphism, Single Nucleotide, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Recurrence, Internal medicine, medicine, Premovement neuronal activity, Animals, Humans, Rats, Long-Evans, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common, Acetylcholine receptor, Base Sequence, CHRNA5, Addiction, Tobacco Use Disorder, 3. Good health, Rats, 030104 developmental biology, Endocrinology, Nicotinic agonist, biology.protein, Smoking cessation, Female, Rats, Transgenic, General Agricultural and Biological Sciences, Sequence Alignment, 030217 neurology & neurosurgery, medicine.drug
Abstract: Summary Tobacco addiction is a chronic and relapsing disorder with an important genetic component that represents a major public health issue. Meta-analysis of large-scale human genome-wide association studies (GWASs) identified a frequent non-synonymous SNP in the gene coding for the α5 subunit of nicotinic acetylcholine receptors (α5SNP), which significantly increases the risk for tobacco dependence and delays smoking cessation. To dissect the neuronal mechanisms underlying the vulnerability to nicotine addiction in carriers of the α5SNP, we created rats expressing this polymorphism using zinc finger nuclease technology and evaluated their behavior under the intravenous nicotine-self-administration paradigm. The electrophysiological responses of their neurons to nicotine were also evaluated. α5SNP rats self-administered more nicotine at high doses and exhibited higher nicotine-induced reinstatement of nicotine seeking than wild-type rats. Higher reinstatement was associated with altered neuronal activity in several discrete areas that are interconnected, including in the interpeduncular nucleus (IPN), a GABAergic structure that strongly expresses α5-containing nicotinic receptors. The altered reactivity of IPN neurons of α5SNP rats to nicotine was confirmed electrophysiologically. In conclusion, the α5SNP polymorphism is a major risk factor for nicotine intake at high doses and for relapse to nicotine seeking in rats, a dual effect that reflects the human condition. Our results also suggest an important role for the IPN in the higher relapse to nicotine seeking observed in α5SNP rats.
Published: 2018
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5. Manipulating midbrain dopamine neurons and reward-related behaviors with light-controllable nicotinic acetylcholine receptors

Author: Romain Durand-de Cuttoli, Sarah Mondoloni, Fabio Marti, Damien Lemoine, Claire Nguyen, Jérémie Naudé, Thibaut d'Izarny-Gargas, Stéphanie Pons, Uwe Maskos, Dirk Trauner, Richard H Kramer, Philippe Faure, Alexandre Mourot, HAL UPMC, Gestionnaire, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS), Neuroscience Paris Seine (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques / Integrative Neurobiology of Cholinergic Systems (NISC), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), New York University [New York] (NYU), NYU System (NYU), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), DIM Cerveau Pensée (PhD fellowship)Fondation pour la Recherche Médicale (PhD fellowship FDT20170437427)Labex (Bio-Psy post-doctoral fellowship)National Institutes of Health (U01-NS090527)Fondation pour la Recherche Médicale (Equipe FRM DEQ2013326488)Institut National Du Cancer (TABAC-16-022)Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (Rotary Espoir en tête 2012)Brain and Behavior Research Foundation (NARSAD Young Investigator Grant)Agence Nationale de la Recherche (ANR-JCJC)Fondation de France (Fondation Medisite fundamental research prize)National Institutes of Health (R01-NS100911), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques - Integrative Neurobiology of Cholinergic Systems, and Institut Pasteur [Paris]-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nicotine, Mouse, Light, QH301-705.5, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Action Potentials, Receptors, Nicotinic, Cell Line, Reward, Mesencephalon, mental disorders, Animals, photopharmacology, Biology (General), optogenetics, musculoskeletal, neural, and ocular physiology, Dopaminergic Neurons, Ventral Tegmental Area, acetylcholine, [SDV] Life Sciences [q-bio], Mice, Inbred C57BL, nervous system, Medicine, addiction, dopamine, psychological phenomena and processes, Research Article, Neuroscience, Signal Transduction
Abstract: Dopamine (DA) neurons of the ventral tegmental area (VTA) integrate cholinergic inputs to regulate key functions such as motivation and goal-directed behaviors. Yet the temporal dynamic range and mechanism of action of acetylcholine (ACh) on the modulation of VTA circuits and reward-related behaviors are not known. Here, we used a chemical-genetic approach for rapid and precise optical manipulation of nicotinic neurotransmission in VTA neurons in living mice. We provide direct evidence that the ACh tone fine-tunes the firing properties of VTA DA neurons through β2-containing (β2*) nicotinic ACh receptors (nAChRs). Furthermore, locally photo-antagonizing these receptors in the VTA was sufficient to reversibly switch nicotine reinforcement on and off. By enabling control of nicotinic transmission in targeted brain circuits, this technology will help unravel the various physiological functions of nAChRs and may assist in the design of novel therapies relevant to neuropsychiatric disorders., eLife digest Acetylcholine is one of the most abundant chemicals in the brain, with key roles in learning, memory and attention. Neurons throughout the brain use acetylcholine to exchange messages. Acetylcholine binds to two different classes of receptors on neurons: nicotinic and muscarinic. As the name suggests, nicotinic receptors also respond to nicotine, the main addictive substance in tobacco, while muscarinic receptors respond to muscarine, present in certain poisonous mushrooms. Nicotinic and muscarinic receptors each consist of many different subtypes. But standard pharmacology techniques cannot discriminate between the effects of acetylcholine binding to these different subtypes. Likewise, they cannot distinguish between acetylcholine binding to the same receptor subtype on different neurons. Durand-de Cuttoli, Mondoloni et al. have now developed a new nanotechnology that uses light to target specific acetylcholine receptor subtypes in freely moving mice. The technology was tested in a brain region called the VTA, which is part of the brain’s reward system. Experiments showed that when acetylcholine binds to a specific subtype of nicotinic receptors on VTA neurons – called β2-containing receptors – it makes the neurons release the brain's reward signal, dopamine. Switching these receptors on and off changed how the mice responded to nicotine. With the receptors switched on, mice preferred locations associated with nicotine. Switching the receptors off removed this preference. Nicotine may thus be addictive in part because it triggers VTA neurons to release dopamine via its actions on β2-containing nicotinic receptors. This new technology will help reveal the mechanisms of action of acetylcholine and nicotine. Blocking the effects of nicotine at a specific time and place in the mouse brain may uncover the receptors and brain regions that drive nicotine consumption. Smoking remains a major cause of preventable death worldwide. This new approach could help us develop strategies to prevent or treat addiction.
Published: 2018
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6. Antidepressive effects of targeting ELK-1 signal transduction

Author: Juan Pablo Lopez, Elsa Isingrini, Marie-Anne El Khoury, Naguib Mechawar, Chloé Guinaudie, Alejandro Orrico, Raphaele Mongredien, Jocelyne Caboche, Carlos Eduardo Macedo, Fabio Marti, Yiu C. Tse, Wojciech Jaworski, Bruno Giros, Severine Farley, Tak Pan Wong, Gustavo Turecki, Vincent Vialou, Kallia Apazoglou, Elise Morice, Ferah Yildirim, Franck Louis, Julien Grenier, Sophie Gautron, Laurent Groc, Ariane Bochereau, Sylvie Dumas, El Chérif Ibrahim, Raoul Belzeaux, Lenka Mikasova, Victor Gorgievski, Alexandre Barbé, Charbel Massaad, Eleni T. Tzavara, Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Universitaire de Psychiatrie - [Hôpital Sainte Marguerite - APHM] (Hôpitaux Sud), Hôpital Sainte-Marguerite [CHU - APHM] (Hôpitaux Sud )-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU), McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], FondaMental Foundation, Fondation de Coopération Scientifique Hôpital, A. Chenevier, Douglas Mental Health University Institute [Montréal], Toxicité environnementale, cibles thérapeutiques, signalisation cellulaire (T3S - UMR_S 1124), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Neuroplasticité et thérapie des addictions (ERL 3649), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de Neurosciences de la Timone (INT), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interdisciplinary Institute for Neuroscience [Bordeaux] (IINS), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin], Oramacell [Paris, France], Neurobiologie et Psychiatrie, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Physiopathologie des maladies psychiatriques = Pathophysiology of Psychiatric Disorders (NPS-07), Neuroscience Paris Seine (NPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Pôle de Psychiatrie Universitaire Solaris, Marseille, Hôpital Sainte-Marguerite [CHU - APHM] (Hôpitaux Sud ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Research Center of the Douglas Mental Health University Institute, PMSNC, Interdisciplinary Institute for Neuroscience, Régulation de la transcription et maladies génétiques (RTMG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique moléculaire de la neurotransmission et des processus neurodégénératifs (LGMNPN), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neurobiologie des processus adaptatifs (NPA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), McGill University, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pôle de Psychiatrie, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Sainte-Marguerite [CHU - APHM] (Hôpitaux Sud )-CHU Marseille, Fondation FondaMental [Créteil], Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Hôpital Sainte-Marguerite [CHU - APHM] (Hôpitaux Sud ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and caboche, jocelyne
Subjects: Adult, Male, 0301 basic medicine, MAPK/ERK pathway, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Druggability, Hippocampus, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Mice, 03 medical and health sciences, Elk-1, 0302 clinical medicine, Downregulation and upregulation, ELK1, Animals, Humans, Medicine, RNA, Messenger, dentate gyrus, [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Transcription factor, ets-Domain Protein Elk-1, chronic stress, Neuronal Plasticity, Behavior, Animal, Depression, General Commentary, business.industry, Kinase, General Medicine, Middle Aged, Antidepressive Agents, adult neurogenesis, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, [SDV.MHEP.PSM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Psychiatrics and mental health, Synaptic plasticity, Female, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Signal transduction, business, Neuroscience, Stress, Psychological, 030217 neurology & neurosurgery, Signal Transduction
Abstract: International audience; Depression, a devastating psychiatric disorder, is a leading cause of disability worldwide. Current antidepressants address specific symptoms of the disease, but there is vast room for improvement 1 . In this respect, new compounds that act beyond classical antidepressants to target signal transduction pathways governing synaptic plasticity and cellular resilience are highly warranted2-4. The extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway is implicated in mood regulation5-7, but its pleiotropic functions and lack of target specificity prohibit optimal drug development. Here, we identified the transcription factor ELK-1, an ERK downstream partner 8 , as a specific signaling module in the pathophysiology and treatment of depression that can be targeted independently of ERK. ELK1 mRNA was upregulated in postmortem hippocampal tissues from depressed suicides; in blood samples from depressed individuals, failure to reduce ELK1 expression was associated with resistance to treatment. In mice, hippocampal ELK-1 overexpression per se produced depressive behaviors; conversely, the selective inhibition of ELK-1 activation prevented depression-like molecular, plasticity and behavioral states induced by stress. Our work stresses the importance of target selectivity for a successful approach for signal-transduction-based antidepressants, singles out ELK-1 as a depression-relevant transducer downstream of ERK and brings proof-of-concept evidence for the druggability of ELK-1.
Published: 2018
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7. Nicotinic alteration of decision-making

Author: Jérémie Naudé, Malou Dongelmans, Philippe Faure, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National de la Recherche Scientifique and ATIP programme, Agence Nationale pour la Recherche, Neuropole de Recherche Francilien (NeRF) of Ile de France, Bettencourt Schueller Foundation, Ecole des Neurosciences de Paris (ENP), Fondation pour la recherche Medicate [DEQ20130326488], Fondation pour le cerveau (FRC et les Rotariens de France), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nicotine, Impulsivity, Nicotinic acetylcholine receptors, media_common.quotation_subject, Decision Making, Receptors, Nicotinic, Cellular and Molecular Neuroscience, medicine, Animals, Humans, Nicotinic Agonists, Risk-taking, media_common, Acetylcholine receptor, Neurons, Pharmacology, Dopaminergic Neurons, Addiction, Brain, Cognition, Tobacco Use Disorder, Acetylcholine, Nicotinic acetylcholine receptor, Nicotinic agonist, Action (philosophy), Impulsive Behavior, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], medicine.symptom, Psychology, Neuroscience, Decision-making, medicine.drug
Abstract: International audience; Addiction to nicotine is characterized by impulses, urges and lack of self-control towards cigarettes. A key element in the process of addiction is the development of habits oriented towards nicotine consumption that surpass flexible systems as a consequence of a gradual adaptation to chronic drug exposure. However, the long-term effects of nicotine on brain circuits also induce wide changes in decision-making processes, affecting behaviors unrelated to cigarettes. This review aims at providing an update on the implications of nicotine on general decision-making processes, with an emphasis on impulsivity and risk-taking. As impulsivity is a rather ambiguous behavioral trait, we build on economic and normative theories to better characterize these nicotine-induced alterations in decision-making. Nonetheless, experimental data are sparse and often contradictory. We will discuss how the latest findings on the neurobiological basis of choice behavior may help disentangling these issues. We focus on the role of nicotine acetylcholine receptors and their different subunits, and on the spatio-temporal dynamics (i.e. diversity of the neural circuits, short- and long-term effects) of both endogenous acetylcholine and nicotine action. Finally, we try to link these neurobiological results with neuro-computational models of attention, valuation and action, and of the role of acetylcholine in these decision processes. This article is part of the Special Issue entitled `The Nicotinic Acetylcholine Receptor: From Molecular Biology to Cognition'.
Published: 2015
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8. Dissection optique du rôle des récepteurs nicotiniques neuronaux à l'aide de récepteurs photo-contrôlables

Author: Sarah Mondoloni, Romain Durand-de Cuttoli, Alexandre Mourot, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Optogenetics, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, medicine, photopharmacology, Neurotransmitter, Receptor, optogenetics, Ion channel, Acetylcholine receptor, photopharmacologie Keywords: acetylcholine, 3. Good health, 030104 developmental biology, Nicotinic agonist, chemistry, Synaptic plasticity, acétylcholine, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], addiction, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery, Acetylcholine, optogénétique, medicine.drug, nicotine
Abstract: International audience; Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are pentameric ligand-gated ion channels widely expressed in the central nervous system and the periphery. They play an important modulatory role in learning, memory and attention, and have been implicated in various diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, epilepsy, schizophrenia and addiction. These receptors are activated by the endogenous neurotransmitter acetylcholine, or by nicotine, the alkaloid found in tobacco leaves. Both molecules open the ion channel and cause the movement of cations across the membrane, which directly affects neuronal excitability and synaptic plasticity. nAChRs are very heterogeneous in their subunit composition (α2-10 et β2-4), in their brain distribution (cortex, midbrain, striatum…) and in their sub-cellular localization (pre- vs post-synaptic, axonal, dendritic…). This heterogeneity highly contributes to the very diverse roles these receptors have in health and disease. The ability to activate or block a specific nAChR subtype, at a defined time and space within the brain, would greatly help obtaining a clearer picture of these various functions. To this aim, we are developing novel optogenetic pharmacology strategies for optically controlling endogenous nAChR isoforms within the mouse brain. The idea is to tether a chemical photoswitch on the surface of a cysteine-modified nAChR, and use light for rapidly and reversibly turning that receptor mutant on and off. Here we will discuss the history of optogenetic pharmacology, and the recent advances for the optical control of brain nicotinic receptors in vivo.; Les récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine (nAChR) sont des récepteurs canaux largement distribués dans le système nerveux central (SNC) et en périphérie. Les nAChR neuronaux jouent un rôle modulateur important dans l'apprentissage, la mémoire et l'attention, et sont impliqués dans de nombreuses pathologies aussi variées que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, l'épilepsie, la schizophrénie ou encore l'addiction à la nicotine. L'acétylcholine, neurotransmetteur endogène, et la nicotine, alcaloïde du tabac, entraînent l'ouverture du canal et permettent le passage de cations à travers la membrane plasmique, influençant ainsi l'excitabilité neuronale et la plasticité synaptique. La grande diversité des nAChR neuronaux en termes d'assemblage moléculaire (sous-unités α2-10 et β2-4), de localisation tissulaire (cortex, mésencéphale, striatum…) mais aussi sub-cellulaire (pré- vs post-synaptique, dendritique vs axonale…) contribue aux rôles variés qu'ont ces récepteurs. Pouvoir activer ou inhiber spécifiquement un sous-type de nAChR à un endroit et un instant voulus permettrait d'avancer considérablement dans la compréhension de ses différents rôles physiologiques et pathologiques. À cette fin sont développées des techniques innovantes de pharmacologie optogénétique qui permettent de contrôler optiquement des sous-types de nAChR endogènes. L'idée est de greffer un nano-interrupteur chimique sur un nAChR modifié génétiquement afin d'utiliser la lumière pour photo-contrôler spécifiquement et précisément ce récepteur modifié. Nous discuterons ici de l'historique de la technique, mais aussi des dernières avancées technologiques dans le contrôle optique de récepteurs endogènes et dans la mise en œuvre de ces outils in vivo.
Published: 2017
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9. Chronic Stress Triggers Social Aversion via Glucocorticoid Receptor in Dopaminoceptive Neurons

Author: Jean-Pol Tassin, François Tronche, Sebastian P. Fernandez, Cedric Mombereau, Fabio Marti, Jacques Barik, Gérard Godeheu, Philippe Faure, Christophe Lanteri, Carole Morel, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS, INSERM, Agence Nationale de la Recherche (TIMMS), UPMC (Emergence program), Region Ile-de-France (NeRF), European Union, Bettencourt Schueller Foundation, Mission Interministerielle de Lutte contre la Dependance et la Toxicomanie, Fondation pour la Recherche Medicale, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Subjects: Social Alienation, Dopamine, Anxiety, Biology, Receptors, Dopamine, Mice, 03 medical and health sciences, Receptors, Glucocorticoid, 0302 clinical medicine, Glucocorticoid receptor, Neurochemical, medicine, Animals, Chronic stress, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Multidisciplinary, Aggression, Dopaminergic Neurons, Dopaminergic, Fear, Mice, Mutant Strains, Social relation, Social Isolation, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], medicine.symptom, Neuroscience, Stress, Psychological, 030217 neurology & neurosurgery, Glucocorticoid, Social behavior, medicine.drug
Abstract: Defeat, Distress, and Glucocorticoids Understanding how individuals control emotions and cope with stressful events is a major clinical concern and of importance for the treatment of psychiatric illnesses (see the Perspective by McEwen ). Barik et al. (p. 332 ) discovered that aggressive defeat stress in mice caused glucocortioid release and increased activity in the dopamine system. Deleting the glucocorticoid receptors in dopaminoceptive neurons completely prevented the social avoidance that usually follows aggressive defeat. How the combination of genetic factors and environmental stressors during adolescence determines adult behavior and how their disturbance results in neuropsychiatric disorders is poorly understood. Niwa et al. (p. 335 ) found that isolation stress during adolescence, which does not cause any long-lasting changes in wild-type mice, induced significant neurochemical and behavioral alterations in mutant mice expressing a dominant-negative variant of the disrupted in schizophrenia 1 gene under the control of the prion protein promoter. These deficits could be reversed by a glucocorticoid receptor antagonist.
Published: 2013
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10. Role of beta 4*Nicotinic Acetylcholine Receptors in the Habenulo-Interpeduncular Pathway in Nicotine Reinforcement in Mice

Author: África Flores, Patricia Robledo, Lauriane Harrington, Xavier Viñals, Stefania Tolu, Andrea Herrera-Solís, Carole Morel, Philippe Faure, Rafael Maldonado, Uwe Maskos, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Spanish Instituto de Salud Carlos III [RD06/001/001, PI10/01708, PI14/00210], FEDER funds, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS UMR, CNRS UMR, INSERM, Pierreet Marie Curie University, Agence Nationale pour la Recherche (ANR Neuroscience), FP7 ERANET program (NICO-GENE) [009 BLANC 20092009BLANC 20 NeuroCypres], Fondation EDF, Fondation des Treilles, Foundation for Medical Research FMR [Equipe FRMDEQ20130326488], [ANR-11-IDEX-0004-02], Ministerio de Ciencia e Innovacion [SAF2014-59648-P], Catalan Government AGAUR [2014-SGR-1547], Plan Nacional Sobre Drogas, Ministerio de Sanidad, Asuntos Sociales e Igualdad-MSASI [PNSD-2013-0068], FP7 ERANET program (NICO-GENE), ICREA Foundation (ICREA Academia), CONACyT, Institut Pasteur, Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques / Integrative Neurobiology of Cholinergic Systems (NISC), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat Pompeu Fabra [Barcelona] (UPF), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), European Project: 680966,ERA-NET NEURON,NICO-GENE(2015), European Project: 202088,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2007-A,NEUROCYPRES(2008), Sorbonne Université (SU)-Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Neurosciences Paris Seine (NPS)
Subjects: Male, 0301 basic medicine, Nicotine, Interpeduncular nucleus, Dopamine, Interpeduncular Nucleus, Microdialysis, Green Fluorescent Proteins, Action Potentials, Mice, Transgenic, Nerve Tissue Proteins, Receptors, Nicotinic, Nicotina -- Efectes fisiològics, Nucleus accumbens, Pharmacology, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Transduction, Genetic, medicine, Animals, Nicotinic Agonists, Receptor, Acetylcholine receptor, Habenula, Dose-Response Relationship, Drug, Chemistry, 3. Good health, Mice, Inbred C57BL, Ventral tegmental area, Phosphoglycerate Kinase, Psychiatry and Mental health, Nicotinic acetylcholine receptor, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Nicotinic agonist, nervous system, Conditioning, Operant, Original Article, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Reinforcement, Psychology, 030217 neurology & neurosurgery, medicine.drug
Abstract: Nicotine exerts its psychopharmacological effects by activating the nicotinic acetylcholine receptor (nAChR), composed of alpha and/or beta subunits, giving rise to a diverse population of receptors with a distinct pharmacology. β4-containing (β4*) nAChRs are located almost exclusively in the habenulo-interpeduncular pathway. We examined the role of β4* nAChRs in the medial habenula (MHb) and the interpeduncular nucleus (IPN) in nicotine reinforcement using behavioral, electrophysiological, and molecular techniques in transgenic mice. Nicotine intravenous self-administration (IVSA) was lower in constitutive β4 knockout (KO) mice at all doses tested (7.5, 15, 30, and 60 μg/kg/infusion) compared with wild-type (WT) mice. In vivo microdialysis showed that β4KO mice have higher extracellular dopamine (DA) levels in the nucleus accumbens than in WT mice, and exhibit a differential sensitivity to nicotine-induced DA outflow. Furthermore, electrophysiological recordings in the ventral tegmental area (VTA) demonstrated that DA neurons of β4KO mice are more sensitive to lower doses of nicotine than that of WT mice. Re-expression of β4* nAChRs in IPN neurons fully restored nicotine IVSA, and attenuated the increased sensitivity of VTA DA neurons to nicotine. These findings suggest that β4* nAChRs in the IPN have a role in maintaining nicotine IVSA This work was supported by the Spanish Instituto de Salud Carlos III (RD06/001/001 and PI10/01708; PI14/00210), FEDER funds, Ministerio de Ciencia e Innovación (#SAF2014-59648-P), the Catalan Government AGAUR (#2014-SGR-1547), Plan Nacional Sobre Drogas, Ministerio de Sanidad, Asuntos Sociales e Igualdad-MSASI (#PNSD- 2013-0068), FP7 ERANET program (NICO-GENE), the ICREA Foundation (ICREA Academia-2008), and a postdoctoral fellowship from CONACyT to AHS. The work in Paris was supported by the Institut Pasteur, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS UMR 3571 (UM) and CNRS UMR 8246 (PF), the INSERM U1130 (PF), the Pierre et Marie Curie University (UM119), the Agence Nationale pour la Recherche (ANR Neuroscience), and FP7 ERANET program (NICO-GENE), Grant agreement n009 BLANC 20092009BLANC 20 NeuroCypres" project), Fondation EDF, the Fondation des Treilles, and the Foundation for Medical Research FMR (Equipe FRMDEQ20130326488 to PF). The groups of UM and PF are members of the Bio-Psy Labex. As such this work was supported by French state funds managed by the ANR within the Investissements d'Avenir programme under reference ANR-11-IDEX-0004-02. The teams of UM and PF are part of the École des Neurosciences de Paris Ile-de-France Network. We would like to thank Martine Soudant, Stephanie Pons, and Dulce Real for technical support, and Inés Ibañes-Tallon and Jessica/nAbles for providing the Tg(Chrnb4-cre)OL57Gsat/+ transgenic mice
Published: 2016
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11. Nicotinic receptors in the ventral tegmental area promote uncertainty-seeking

Author: Uwe Maskos, Philippe Faure, Sébastien Valverde, Fabio Marti, Alexandre Mourot, Guillaume Rodriguez, Malou Dongelmans, Nicolas Torquet, Stefania Tolu, Stéphanie Pons, Jérémie Naudé, Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported by the Centre National de la Recherche Scientifique CNRS UMR 8246, the University Pierre et Marie Curie (Programme Emergence 2012 for J.N. and P.F.), the Agence Nationale pour la Recherche (ANR Programme Blanc 2012 for P.F., ANR JCJC to A.M.), the Neuropole de Recherche Francilien (NeRF) of Ile de France, the Foundation for Medical Research (FRM, Equipe FRM DEQ2013326488 to P.F.), the Bettencourt Schueller Foundation (Coup d'Elan 2012 to P.F.), the Ecole des Neurosciences de Paris (ENP) to P.F., the Fondation pour la Recherche sur le Cerveau (FRC et les rotariens de France, 'espoir en tête' 2012) to P.F. and the Brain & Behavior Research Foundation for a NARSAD Young Investigator Grant to A.M. The laboratories of P.F. and U.M. are part of the École des Neurosciences de Paris Ile-de-France RTRA network. P.F. and U.M. are members of the Laboratory of Excellence, LabEx Bio-Psy, and P.F. is member of the DHU Pepsy., We thank E. Guigon for discussions, C. Prévost-Solié for technical support, and J.-P. Changeux, E. Ey, G. Dugué and A. Boo for comments on the manuscript., Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie intégrative des Systèmes cholinergiques (NISC), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, MESH: Mice, Transgenic, [SDV]Life Sciences [q-bio], MESH: Motivation, Mice, Transgenic, Receptors, Nicotinic, Learning algorithms, MESH: Mice, Knockout, 03 medical and health sciences, Bursting, [SCCO]Cognitive science, Self Stimulation, 0302 clinical medicine, Reward, Dopamine, mental disorders, MESH: Dopaminergic Neurons, medicine, Animals, MESH: Animals, MESH: Self Stimulation, Acetylcholine receptor, MESH: Reward, Mice, Knockout, Motivation, Dopaminergic Neurons, General Neuroscience, musculoskeletal, neural, and ocular physiology, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, Ventral Tegmental Area, Uncertainty, Translation (biology), Cortex (botany), Ventral tegmental area, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Nicotinic agonist, nervous system, MESH: Ventral Tegmental Area, MESH: Receptors, Nicotinic, Psychology, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery, Acetylcholine, MESH: Uncertainty, medicine.drug
Abstract: International audience; Cholinergic neurotransmission affects decision-making, notably through the modulation of perceptual processing in the cortex. In addition, acetylcholine acts on value-based decisions through as yet unknown mechanisms. We found that nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) expressed in the ventral tegmental area (VTA) are involved in the translation of expected uncertainty into motivational value. We developed a multi-armed bandit task for mice with three locations, each associated with a different reward probability. We found that mice lacking the nAChR β2 subunit showed less uncertainty-seeking than their wild-type counterparts. Using model-based analysis, we found that reward uncertainty motivated wild-type mice, but not mice lacking the nAChR β2 subunit. Selective re-expression of the β2 subunit in the VTA was sufficient to restore spontaneous bursting activity in dopamine neurons and uncertainty-seeking. Our results reveal an unanticipated role for subcortical nAChRs in motivation induced by expected uncertainty and provide a parsimonious account for a wealth of behaviors related to nAChRs in the VTA expressing the β2 subunit.
Published: 2016
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12. Defining the brain circuits involved in psychiatric disorders: IMI-NEWMEDS

Author: Maurizio Riga, Thérèse M. Jay, Robert Becker, Anushree Tripathi, Hamdy Shaban, Michael Spedding, Noemí Santana, Michael Didriksen, Esther Schenker, Samir Takkilah, Claude Sebban, Pau Celada, Jean Mariani, Andreas Meyer-Lindenberg, Bill P. Godsil, Noemi Jurado, Natalia Gass, Adam J. Schwarz, Eva Troyano-Rodriguez, Anna Castañé, Mercedes Núñez, Francesc Artigas, Wolfgang Weber-Fahr, Mark D. Tricklebank, Mihaily Hajos, Chester J. Siok, Jesper F. Bastlund, Hanna E. van den Munkhof, Celine Risterucci, Laia Lladó-Pelfort, Zoë A. Hughes, Karsten Wicke, Philippe Faure, Alexander Sartorius, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurochemistry and Neuropharmacology, University College Cork, Physics Department, Institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Psychiatrie et Neurosciences (U894), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris (IPNP - U1266 Inserm), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Umeå University, Université Paris Descartes - Faculté de Médecine (UPD5 Médecine), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Adaptation Biologique et Vieillissement = Biological Adaptation and Ageing (B2A), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mass Spectrometry Unit [Rehovot ] (ISMS), Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël], Central Institute of Mental Health [Mannheim], and University Hospital Mannheim | Universitätsmedizin Mannheim
Subjects: 0301 basic medicine, medicine.medical_specialty, Drug Industry, Schizophrenia (object-oriented programming), MEDLINE, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Neural Pathways, Drug Discovery, medicine, Humans, Psychiatry, Drug industry, Depression (differential diagnoses), Pharmacology, Depressive Disorder, Drug discovery, business.industry, Mental Disorders, General Medicine, Antidepressive Agents, 030104 developmental biology, Schizophrenia, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Psychiatric disorders, business, Biomarkers, 030217 neurology & neurosurgery, Antipsychotic Agents
Abstract: Despite the vast amount of research on schizophrenia and depression in the past two decades, there have been few innovative drugs to treat these disorders. Precompetitive research collaborations between companies and academic groups can help tackle this innovation deficit, as illustrated by the achievements of the IMI-NEWMEDS consortium.
Published: 2016
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13. ROLE OF NICOTINIC ACETYLCHOLINE RECEPTORS IN REGULATING DOPAMINE NEURON ACTIVITY

Author: Philippe Faure, Jérémie Naudé, Stefania Tolu, S. Valverde, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique and ATIP programme, Agence Nationale pour la Recherche (ANR Neuroscience, Neurologie et Psychiatrie), Agence Nationale pour la Recherche (ANR BLANC), Neuropole de Recherche Francilien (NeRF) of Ile de France, Bettencourt Schueller Foundation, Ecole des Neurosciences de Paris (ENP), Fondation pour la recherche Medicale (FRM), Fondation pour le cerveau (FRC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: nAChRs, Substantia nigra, Receptors, Nicotinic, Nicotine, Dopamine, medicine, Animals, Acetylcholine receptor, Behavior, Animal, Pars compacta, Dopaminergic Neurons, General Neuroscience, Ventral Tegmental Area, Ventral tegmental area, medicine.anatomical_structure, Nicotinic agonist, nervous system, substantia nigra, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Neuron, dopamine, Psychology, Neuroscience, VTA, medicine.drug, nicotine
Abstract: International audience; Midbrain dopamine (DA) neurons play a central role in a wide range of behaviors, from attention and motivation to motor control and reinforcement. The release of DA is modulated by a number of factors, and its deregulation has been implicated in multiple psychiatric disorders, such as addiction. In particular, nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are key modulators of DA cells. Nicotine, the main addictive component in tobacco, strongly interacts with these receptors in the midbrain DA systems, resulting in reinforcing effects that are at the core of tobacco addiction. nAChRs are virtually expressed on every cell of the DA system, both at pre-, post-and extra-synaptic locations. The complex issue of interpreting the role of the large portfolio of different nAChR subtypes expressed on ventral tegmental area (VTA) and substantia nigra pars compacta (SNc) neurons, and especially their role in defining functional DAergic subpopulations, is far from being solved. In this review we will try to provide the reader with an integrative view of the nicotinic modulation of DA neurons and its influence at the cellular, systemic and behavioral levels (exploratory behavior), as well as its implication in the reinforcing effects of nicotine. This article is part of a Special Issue entitled: Ventral Tegmentum & Dopamine.
Published: 2014
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14. Engineering a Light-Regulated GABA(A) Receptor for Optical Control of Neural Inhibition

Author: Caleb M. Smith, James J. Chambers, Richard H. Kramer, Alexandre Mourot, Kathryne A. Medeiros, Christopher M. Davenport, Devaiah Vytla, Wan-Chen Lin, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Institute of Health [R01 EY018957, P30 EY003176, PN2 EY018241], University of Massachusetts, Amherst, Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Models, Molecular, Light, Stereochemistry, Xenopus, Neural Inhibition, Biology, Neurotransmission, Optogenetics, Ligands, Inhibitory postsynaptic potential, Hippocampus, Biochemistry, GABAA-rho receptor, Rats, Sprague-Dawley, medicine, Animals, Humans, Letters, Receptor, Cells, Cultured, Neurons, GABAA receptor, General Medicine, Receptors, GABA-A, Rats, HEK293 Cells, medicine.anatomical_structure, nervous system, Biophysics, Molecular Medicine, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Neuron
Abstract: International audience; Optogenetics has become an emerging technique for neuroscience investigations owing to the great spatiotemporal precision and the target selectivity it provides. Here we extend the optogenetic strategy to GABA(A) receptors (GABA(A)Rs), the major mediators of inhibitory neurotransmission in the brain. We generated a light-regulated GABA(A) receptor (LiGABAR) by conjugating a photoswitchable tethered ligand (PTL) onto a mutant receptor containing the cysteine-substituted alpha 1-subunit. The installed PTL can be advanced to or retracted from the GABA-binding pocket with 500 and 380 rim light, respectively, resulting in photoswitchable receptor antagonism. In hippocampal neurons, this LiGABAR enabled a robust photoregulation of inhibitory postsynaptic currents. Moreover, it allowed reversible photocontrol over neuron excitation in response to presynaptic stimulation. LiGABAR thus provides a powerful means for functional and mechanistic investigations of GABA(A)R-mediated neural inhibition.
Published: 2014
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15. Rapid optical control of nociception with an ion-channel photoswitch

Author: Dirk Trauner, Deniz Dalkara, Timm Fehrentz, Christian Herold, Caleb M. Smith, Richard H. Kramer, Alexandre Mourot, Yves Le Feuvre, Frédéric Nagy, Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), US National Institutes of Health [MH088484, PN2 EY018241], Center for Integrated Protein Science, Munich, Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nociception, Time Factors, TRPV1, TRPV Cation Channels, 01 natural sciences, Biochemistry, Article, Ion Channels, Cell Line, Mice, 03 medical and health sciences, medicine, Noxious stimulus, Animals, Humans, Molecular Biology, Ion channel, 030304 developmental biology, Nerve Endings, Neurons, 0303 health sciences, Photosensitizing Agents, Photoswitch, 010405 organic chemistry, Chemistry, HEK 293 cells, Cell Biology, Anatomy, Rats, 3. Good health, 0104 chemical sciences, Quaternary Ammonium Compounds, HEK293 Cells, medicine.anatomical_structure, Spinal Cord, Biophysics, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Receptors, Purinergic P2X7, Neuron, Azo Compounds, Photic Stimulation, Intracellular, Biotechnology
Abstract: Local anesthetics are effective in suppressing pain sensation, but most of these compounds act non-selectively, inhibiting the activity of all neurons. Moreover, their actions abate slowly, preventing precise spatial and temporal control of nociception. We have developed a photoisomerizable molecule named QAQ (Quaternary ammonium – Azobenzene – Quaternary ammonium) that enables rapid and selective optical control of nociception. QAQ is membrane-impermeant and it has no effect on most cells, but it infiltrates pain-sensing neurons through endogenous ion channels that are activated by noxious stimuli, primarily TRPV1. After QAQ accumulates intracellularly, it blocks voltage-gated ion channels in the trans but not the cis form. QAQ enables reversible optical silencing of mouse nociceptive neuron firing without exogenous gene expression and can serve as a light-sensitive analgesic in rats in vivo. Moreover, because intracellular QAQ accumulation is a consequence of nociceptive ion channel activity, QAQ-mediated photosensitization provides a new platform for understanding signaling mechanisms in acute and chronic pain.
Published: 2012
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15 results on '"Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06)"'

1. Probing the ionotropic activity of glutamate GluD2 receptor in HEK cells with genetically-engineered photopharmacology

2. Cell-Specific Neuropharmacology

3. Resilience to chronic stress is mediated by noradrenergic regulation of dopamine neurons

4. A Human Polymorphism in CHRNA5 Is Linked to Relapse to Nicotine Seeking in Transgenic Rats

5. Manipulating midbrain dopamine neurons and reward-related behaviors with light-controllable nicotinic acetylcholine receptors

6. Antidepressive effects of targeting ELK-1 signal transduction

7. Nicotinic alteration of decision-making

8. Dissection optique du rôle des récepteurs nicotiniques neuronaux à l'aide de récepteurs photo-contrôlables

9. Chronic Stress Triggers Social Aversion via Glucocorticoid Receptor in Dopaminoceptive Neurons

10. Role of beta 4*Nicotinic Acetylcholine Receptors in the Habenulo-Interpeduncular Pathway in Nicotine Reinforcement in Mice

11. Nicotinic receptors in the ventral tegmental area promote uncertainty-seeking

12. Defining the brain circuits involved in psychiatric disorders: IMI-NEWMEDS

13. ROLE OF NICOTINIC ACETYLCHOLINE RECEPTORS IN REGULATING DOPAMINE NEURON ACTIVITY

14. Engineering a Light-Regulated GABA(A) Receptor for Optical Control of Neural Inhibition

15. Rapid optical control of nociception with an ion-channel photoswitch

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