Détection altérée des phéromones et comportement sexuel anormal chez les souris femelles déficientes en AncV1R

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Contexte

Chez les mammifères, les phéromones jouent un rôle crucial dans la régulation des comportements sociaux et reproductifs. Leur détection est assurée par l’organe voméronasal (OVN), qui transmet les signaux chimiques aux neurones sensoriels voméronasaux (NSV). Ces signaux chimio-sensoriels, traités via les récepteurs voméronasaux (VRs), sont ensuite relayés au bulbe olfactif accessoire (BOA), à l’amygdale et à l’hypothalamus, déclenchant des réponses comportementales instinctives. Cependant, bien que le récepteur ancestral voméronasal ANCV1R soit hautement conservé chez les vertébrés, sa fonction spécifique demeure inconnue. Des études antérieures suggèrent que la pseudogénisation d’ANCV1R est associée à la dégénérescence de l’OVN, indiquant son rôle potentiel dans la perception des phéromones. Cette étude vise à élucider la fonction d’ANCV1R et à évaluer les conséquences comportementales et physiologiques de sa suppression chez les souris femelles.

Origine de la publication

Cette recherche a été menée par Hiro Kondo, Tetsuo Iwata, Koji Sato et al., avec des contributions d’instituts tels que l’Institute of Science Tokyo (Japon), l’Université de Tokyo et l’université allemande RWTH Aachen University. L’étude a été publiée dans Current Biology le 6 janvier 2025 (DOI : 10.1016/j.cub.2024.10.077) et est disponible en libre accès.

Méthodologie

1. Modèle de souris génétiquement modifiées

Le gène ANCV1R a été supprimé chez des souris femelles en utilisant le système CRISPR-Cas9. Une analyse histologique immunohistochimique a confirmé l’absence d’expression protéique d’ANCV1R. De plus, une hybridation in situ (ISH) a montré que la disparition d’ANCV1R n’affecte pas la différenciation ni la survie des neurones sensoriels voméronasaux (NSV).

2. Analyses comportementales

Comportements sexuels

Les souris femelles ANCV1R–/– ont démontré une augmentation significative de comportements de rejet sexuel lorsqu’elles étaient exposées à des souris mâles. Ces comportements incluent des réactions telles que se redresser, fuir les avances et bloquer les tentatives d’intrusion.

Préférence pour les phéromones

Dans un test de préférence entre urine mâle et urine femelle, les femelles normales ont montré une préférence marquée pour l’urine des mâles, tandis que les femelles ANCV1R–/– n’ont montré aucun choix significatif, suggérant une incapacité à reconnaître les signaux chimiques spécifiques aux mâles.

Comportements maternels

Chez les mères allaitantes, les souris ANCV1R–/– ont montré une réduction de l’agressivité maternelle, attaquant moins fréquemment les intrus par rapport aux mères normales.

3. Analyses physiologiques et neurologiques

Réponses électrophysiologiques de l’OVN

Des enregistrements électrovomeronasaux (EVG) ont révélé une réponse réduite aux phéromones dans l’OVN des souris ANCV1R–/–. Cette diminution inclut des réponses à l’urine mâle ainsi qu’à des composés spécifiques tels que β-estradiol-3-sulfate.

Analyse des régions cérébrales activées

À travers l’analyse de l’expression du gène c-fos en tant que marqueur d’activité neuronale, les chercheurs ont découvert que certaines régions du cerveau associées aux réponses voméronasales, comme le bulbe olfactif accessoire et l’amygdale médiale postérieure (MeAP), montraient une activé réduite chez les ANCV1R–/–. Cependant, une activité accrue a été constatée dans le septum latéral (LS), une région liée au stress, notamment après des interactions directes avec les mâles.

Résultats clés

  1. Rôle d’ANCV1R dans la perception des phéromones ANCV1R s’avère indispensable à la réponse physiologique de l’OVN face aux stimuli chimiques tels que les phéromones mâles. En son absence, les neurones sensoriels voméronasaux affichent une sensibilité réduite.

  2. Comportements sexuels et sociaux anormaux Les femelles ANCV1R–/– ne considèrent pas les mâles comme des partenaires potentiels, ce qui entraîne des comportements de rejet sexuel significativement augmentés et une absence de préférence pour l’urine mâle.

  3. Augmentation de la réponse au stress Lorsqu’elles interagissent avec des mâles, les femelles ANCV1R–/– développent une réponse au stress exagérée, comme en témoigne l’augmentation des niveaux plasmatiques d’ACTH (hormone du stress) et de l’activité dans les régions cérébrales associées au stress.

  4. Circuits neuronaux compensatoires Une réduction des signaux sensoriels en périphérie (via l’OVN) influence les rétroactions neuronales au niveau des régions cérébrales supérieures, menant à des ajustements comportementaux et physiologiques non désirés.

Importance et limites de l’étude

Répercussions scientifiques

  1. Cette étude affirme le rôle crucial d’ANCV1R dans les comportements reproductifs et sociaux chez les mammifères, élargissant notre compréhension des mécanismes de détection des phéromones.
  2. Elle propose une explication moléculaire à l’évolution et à la conservation de certains gènes voméronasaux dans les espèces terrestres possédant un OVN fonctionnel.

Applications potentielles

Les résultats pourraient éclairer le développement de thérapies pour des troubles comportementaux liés à la reconnaissance sociale ou à la perception chimiosensorielle.

Limites

  1. Les mécanismes moléculaires détaillés par lesquels ANCV1R module la sensibilité des phéromones restent incertains.
  2. Les conclusions sont limitées au modèle murin et nécessitent des validations chez d’autres espèces.

Conclusion

En résumé, le gène ANCV1R joue un rôle central dans la perception des phéromones et la régulation du comportement sexuel chez les souris femelles. Sa suppression affaiblit les réponses de l’OVN aux stimuli chimiosensoriels mâles et empêche les femelles d’identifier les mâles comme partenaires de reproduction. Cela se traduit par des comportements anormaux, comme le rejet sexuel exacerbé et des réponses au stress lors des interactions sociales rapprochées. Ces résultats soulignent l’importance d’ANCV1R dans les systèmes voméronasaux des vertébrés adaptés à la vie terrestre.