Chemogenetic activation of glutamatergic preBötzinger Complex neurons increases breathing in mice
Notice bibliographique
Résumé
Objective Respiratory rhythm is generated by complex neural circuits in the medulla. At the core of these circuits is the preBötzinger Complex (preBötC), a collection of cells generating respiratory rhythm in the ventral part of the medulla. In addition to its role in generating respiratory rhythm, the preBötC also plays a significant role in opioid‐induced respiratory depression. The preBötC is made up of a heterogenous group of neurons, with a large portion being glutamatergic and expressing µ‐opioid receptors. A marker for these glutamatergic neurons is vesicular glutamate transporter 2 (vGLUT2). Here we propose that targeting vGLUT2‐expressing preBötC neurons using chemogenetics can stimulate respiratory rhythm and potentially alleviate opioid‐induced respiratory depression. Hypothesis Activation of vGLUT2 preBötC neurons stimulates breathing and alleviates respiratory depression by fentanyl in mice. Methods Using a cre‐lox recombination approach, we expressed the excitatory hM3Dq (a modified version of the excitatory M3 muscarinic receptor) into vGLUT2 preBötC neurons. To this aim, we injected into the preBötC recombinant adeno‐associated virus transcriptionally activated by Cre‐recombinase containing hM3Dq and mCherry DNA flanked by lox sites in vglut2‐IRES‐Cre male mice (Jackson Labs). Four weeks after adeno‐associated virus, mice were anesthetized with isoflurane and respiratory activity was measured through electrodes implanted into the diaphragm and the genioglossus muscle. Mice were given consecutive intramuscular injections of saline and the hM3Dq ligand, clozapine‐N‐oxide (CNO; 0.5 and 1 mg/kg), while respiratory responses were monitored. Brains were collected for histological analysis with expression of hM3Dq determined by expression of mCherry. Results Injection of 0.5mg/kg CNO elicited a 24.55% increase in respiratory rate 8 minutes following CNO injection . Injection of 1mg/kg CNO destabilized breathing within 6‐25 minutes following injection. Histology confirmed expression of mCherry in the region of the preBötC. Further studies will determine whether stimulation of vGLUT2 preBötC neurons can prevent or reverse respiratory rate depression elicited by fentanyl. Conclusions Our preliminary data showed that stimulation of glutamatergic preBötC neurons can increase respiratory rate in anesthetized conditions. Further studies will determine whether stimulation of glutamatergic preBötC cells also increases respiratory rate in freely‐behaving mice and whether the glutamatergic preBötC neurons are viable targets for the development of preventive drug therapies for respiratory depression during opioid overdose.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».