Dimorphisme sexuel dans la cartographie des connexions rein-cerveau chez la souris

Ces dernières années, de plus en plus d’études ont montré que la fonction rénale n’est pas seulement influencée par l’autorégulation locale et le système hormonal, mais aussi largement régulée par le système nerveux. Bien que l’on sache déjà qu’il existe des connexions anatomiques multisynaptiques entre les noyaux autonomes centraux et les reins, on ne sait pas encore clairement s’il existe des différences dans les connexions neuronales entre le système nerveux et le cortex et la médullaire rénale chez les souris mâles et femelles. Les auteurs de cet article, partant de cette question, ont tenté de cartographier le réseau neuronal du système nerveux central (SNC) du cortex et de la médullaire rénale en utilisant les caractéristiques de propagation du virus de la pseudo-rage (PRV).

Contexte et objectif de la recherche

Les reins jouent un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie, notamment dans la régulation de l’équilibre hydro-électrolytique, de l’équilibre acido-basique, de la pression artérielle et de l’érythropoïèse. Des études récentes ont montré que, dans des conditions pathologiques, une augmentation de l’activité nerveuse sympathique rénale s’accompagne souvent de maladies rénales, cardiovasculaires et métaboliques. Des recherches ont montré que la dénervation rénale est considérée comme une option thérapeutique auxiliaire pour l’hypertension réfractaire. Bien que diverses études aient décrit le réseau autonome central des reins, leur description des connexions neuronales en fonction du sexe et des différentes parties du rein reste peu claire. Cette étude vise à combler cette lacune en fournissant une cartographie dimorphique selon le sexe des connexions rein-cerveau chez les souris mâles et femelles.

Aperçu de l’article

Cette étude a été réalisée par Xulin Li, Yuan Zhou, Feng Wang et Liping Wang, tous affiliés à l’Institut de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise des sciences, et publiée dans le journal “Neuroscience Bulletin” en 2024.

Méthodes et matériaux

Élevage des animaux

L’étude a utilisé des souris C57BL/6J mâles et femelles vierges âgées de 14 à 18 semaines, 5 par groupe, achetées auprès de Zhejiang Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.

Injection de virus

L’étude a utilisé deux virus recombinants PRV pour l’analyse par marquage : PRV-531 (avec marqueur fluorescent EGFP) et PRV-724 (avec marqueur fluorescent mRuby). Les souris ont été pesées et anesthésiées avec 1% de pentobarbital, puis un volume total de 1μl de virus a été injecté dans le cortex rénal gauche et la médullaire rénale droite des souris.

Préparation des tissus et imagerie microscopique

Cinq jours après l’injection du virus, les souris ont été perfusées par voie cardiaque pour la fixation, puis le cerveau a été prélevé et coupé en tranches. Les coupes immunocolorées ont été photographiées à l’aide d’un microscope et d’un scanner automatique de coupes, et les neurones marqués dans des régions cérébrales spécifiques ont été comptés manuellement.

Analyse des données

Le logiciel GraphPad Prism 8.3.0 a été utilisé pour effectuer une analyse de variance à deux facteurs (ANOVA). ****P ,0001, ***P ,001, **P ,01, *P ,05 indiquent une significativité statistique.

Résultats de la recherche

34 régions cérébrales infectées par le PRV ont été marquées et quantifiées. La plupart des neurones liés aux reins étaient concentrés dans les régions du tronc cérébral, du mésencéphale et de l’hypothalamus, indiquant que la fonction rénale est fondamentale et conservée. Aucune différence significative n’a été observée dans le nombre de neurones infectés dans ces principales subdivisions entre les souris mâles et femelles.

Différences sexuelles et latérales dans les connexions nerveuses rénales

En injectant le virus PRV-531 dans le rein gauche et le virus PRV-724 dans le rein droit, les modèles de distribution des neurones connectés aux reins gauche et droit dans le cerveau des souris ont été comparés. Les résultats ont montré que certaines régions cérébrales comme le PVN, le PSTH et le DMV présentaient une latéralisation évidente. En termes de différences entre les sexes, le CEA et le PSTH ont montré des connexions rénales plus fortes chez les souris mâles, tandis que le Pno, le LDTGV et le NTS étaient plus forts chez les souris femelles.

Connexions neuronales du cortex et de la médullaire rénale

Pour explorer les différences de connexion entre le cerveau et le cortex et la médullaire rénale, l’étude a injecté respectivement les virus PRV-531 et PRV-724 dans le cortex et la médullaire rénale. Les résultats ont montré que les neurones connectant le cortex et la médullaire rénale dans le cerveau étaient principalement distribués dans les mêmes régions cérébrales, sans différence significative entre les souris mâles et femelles.

Modèles de distribution des neurones connectant simultanément les reins bilatéraux et le cortex/médullaire rénale

L’analyse a montré que la plupart des régions cérébrales avaient un taux moyen de co-marquage des neurones marqués par le virus connectant les reins gauche et droit ainsi que le cortex et la médullaire rénale, sans différence significative entre les sexes.

Discussion

Rôles inconnus des régions cérébrales dans la régulation de la fonction rénale

L’étude a révélé l’importance de régions cérébrales précédemment peu discutées comme le RMC, l’EW et le PSTH dans les connexions rénales. En particulier l’EW, qui correspond au mésencéphale, est associé à diverses fonctions autonomes telles que le métabolisme énergétique et la fonction cardiovasculaire.

Application et limites de la technique de traçage viral

La technique de virus PRV utilisée dans cette étude est plus efficace pour le marquage dans le système nerveux central, comblant les lacunes des études précédentes qui ne distinguaient pas les différentes sous-structures du cortex et de la médullaire rénale. Cependant, des différences individuelles et des interférences dues à la technique d’injection peuvent encore exister dans l’expérience.

Influence des différences sexuelles sur la fonction rénale

Les résultats de l’étude illustrent davantage les mécanismes potentiels des différences sexuelles dans les maladies rénales, allant au-delà de la compréhension traditionnelle de l’influence des hormones sexuelles.

Conclusion

Cette étude fournit une cartographie complète des connexions rein-cerveau chez les souris mâles et femelles, affine la structure du réseau des régions cérébrales connectant le cortex et la médullaire rénale, et explique les différences entre les sexes. Cela aidera à mieux comprendre comment le cerveau coordonne différents organes pour maintenir l’homéostasie et fournira un soutien pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.