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Enregistrement W3017146180 · doi:10.1096/fasebj.2020.34.s1.04392

Activation of PACAP expression in mouse RTN neurons at birth protects postnatal breathing

2020· article· en· W3017146180 sur OpenAlexaff
Yingtang Shi, Daniel S. Stornetta, Robert Reklow, Alisha Sahu, Yvonne Wabara, Ashley Nguyen, Keyong Li, Yong Zhang, Edward Perez‐Reyes, Rachel Ross, Bradford B. Lowell, Ruth L. Stornetta, Gregory D. Funk, Patrice G. Guyenet, Douglas A. Bayliss

Notice bibliographique

RevueThe FASEB Journal · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeuroscience of respiration and sleep
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBrainstemEndocrinologyInternal medicineVentilation (architecture)BiologyPituitary adenylate cyclase-activating peptideCarotid bodyControl of respirationRespiratory systemNeuroscienceGene knockdownChemoreceptorNeuropeptideMedicineStimulationVasoactive intestinal peptideReceptorGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The brainstem systems that regulate breathing are established prenatally but they remain immature and vulnerable to failure at the time of birth; this reflects, in part, underdevelopment of the respiratory chemosensory systems that typically monitor blood gases (O2, CO2) to regulate breathing. In the mouse retrotrapezoid nucleus (RTN), Phox2b‐expressing respiratory chemoreceptor neurons are a nexus for integration of multiple respiratory‐related inputs, homeostatically regulating blood gases by providing CO2‐modulated drive to brainstem respiratory rhythm generator and pre‐motor circuits. In this work, we demonstrate that postnatal expression of a neuropeptide in chemosensitive RTN neurons is precisely tuned to influence breathing at the time of birth. First, by using single cell qRT‐PCR and multiplex in situ hybridization, we define a striking postnatal burst of pituitary adenylate cyclase‐activating peptide (PACAP) expression in RTN neurons that is activated in neonates within minutes of exposure to the external environment. Further, by using whole body plethysmography, we show that mouse pups (P2‐P12) lacking PACAP in Phox2b neurons (Phox2b::Cre;PACAP fl/fl ) have severely blunted CO2‐stimulated ventilation (reduced by >50%) and a striking ~3‐fold greater incidence of apneic episodes. PACAP expression in RTN neurons persists into adulthood, albeit at apparently lower levels. PACAP deletion/depletion in adult RTN neurons (in Phox2b::Cre;PACAP fl/fl mice or by shRNA‐mediated knockdown) also depresses CO2‐regulated breathing (by ~30–40%) and increases apneas (~3‐fold), while viral‐mediated re‐expression of PACAP in RTN neurons corrects these deficits. After PACAP knockdown in RTN, CO2‐dependent Fos expression was retained in RTN neurons but decreased in cells of the preBötzinger complex (preBötC), which contains respiratory rhythm‐generating neurons targeted by the RTN. Consistent with the preBötC as a site of action for RTN‐derived PACAP, we show that: 1) the PACAP receptor, PAC1, is expressed in preBötC; 2) PACAP injection directly into the preBötC stimulated central respiratory output, both in vitro and in vivo; and 3) shRNA‐mediated depletion of PAC1 in the preBötC phenocopied breathing deficits observed with RTN deletion of PACAP. Notably, PACAP variants are associated with sudden infant death syndrome (SIDS), and with a SIDS‐like phenotype in PACAP‐null mice. Collectively, these data demonstrate that well‐timed PACAP expression by RTN neurons protects the developmentally immature respiratory control system from hypoventilation and potentially dangerous apneas at birth, and identifies key molecular components of a circuit that supports breathing at this particularly vulnerable period in life. Support or Funding Information R01 HL108609; R01 HL074011

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,046
Tête enseignante GPT0,266
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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