Il recettore NPY-Y1 controlla l'apprendimento spaziale e l'espressione delle reti perineuronali

Neuropharmacology, dicembre 2020
Il recettore NPY-Y1 controlla l'apprendimento spaziale e l'espressione delle reti perineuronali

Ilaria Bertocchi ^abc, Paolo Mele ^ab, Giuliano Ferrero ^a, Alessandra Oberto ^abc, Daniela Carulli ^abcd, Carola Eva ^abc

Le reti perineuronali (PNN) sono strutture della matrice extracellulare che si formano attorno ad alcuni tipi di neuroni alla fine dei periodi critici, limitando la plasticità neuronale. Nel cervello adulto le PNN svolgono un ruolo cruciale nella regolazione di processi cognitivi, mentre il neuropeptide Y (NPY) è coinvolto nella regolazione di molte funzioni fisiologiche, comprese le capacità di apprendimento e di memoria, tramite l'attivazione del suo recettore principale Y1 (Y1R).

In questo lavoro, le ricercatrici del nostro gruppo di Neuropsicofarmacologia hanno dimostrato che ‘spegnere’ il gene che codifica per Y1R nei neuroni eccitatori del proencefalo adulto (topi mutanti Npy1r^rfb) induce un rallentamento significativo dell'apprendimento spaziale, che è associato a una robusta intensificazione dell'espressione delle PNN e a un aumento del numero di cellule che esprimono c-Fos nella regione CA1 dell'ippocampo dorsale.
Lo studio evidenzia inoltre che lo scioglimento delle reti - indotto da un enzima iniettato in modo specifico nell’area CA1 dell’ippocampo - normalizza l’ipereccitabilità (segnale c-Fos) e ripristina la capacità di apprendimento dei topi KO.

Questi dati suggeriscono per la prima volta la presenza di un collegamento funzionale tra trasmissione NPY-Y1R e PNN, un link funzionale che può svolgere un ruolo chiave nel controllo dell'eccitabilità dell’ippocampo dorsale e delle funzioni cognitive da esso regolate.

La colorazione immunoistochimica delle reti perineuronali con la lectina WFA, usata comunemente come marker per le PNN (A) e con un anticorpo anti-aggrecan, un componente abbondante nelle PNN (B), nella regione CA1 dell'ippocampo di topi Npy1r^rfb mostra una maggiore intensità di segnale rispetto ai controlli Npy1r^2lox.
Scale bar: 100 μm. In (C) e (D) si vede come la percentuale di reti con colorazione debole, media o forte sia significativamente diversa fra i genotipi, con una maggiore frequenza di reti intensamente coloratenello strato pyramidalis (s.p.) e nello strato oriens (s.o.) della CA1 di topiNpy1r^rfb rispetto ai controlli Npy1r^2lox. ***p <0,001; *p <0,05. WFA, Wisteria floribunda agglutinin; NeuN, antigene nucleare neuronale.

^a Neuroscience Institute of the Cavalieri-Ottolenghi Foundation, 10043, Orbassano, Turin, Italy
^b Department of Neuroscience, University of Turin, 10126, Turin, Italy
^c Neuroscience Institute of Turin (NIT), Italy
^d Netherlands Institute for Neuroscience, 1105 BA, Amsterdam, Netherlands