Title
Complement and microglia mediate sensory-motor synaptic loss in normal development and in spinal muscular atrophy
Creator
Vukojičić, Aleksandra, 1986-, 63979529
Copyright date
2020
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Deliti pod istim uslovima 3.0 Srbija (CC BY-NC-SA 3.0)
License description
Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način odredjen od strane autora ili davaoca licence i ako se prerada distribuira pod istom ili sličnom licencom. Ova licenca ne dozvoljava komercijalnu upotrebu dela i prerada. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/rs/deed.sr_LATN Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
English
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 11.09.2020.
Other responsibilities
mentor
Mentis, George Z., 1975-, 64194825
mentor
Božić, Biljana, 1953-, 12887143
član komisije
Kostić, Vladimir, 1958-, 12148839
član komisije
Przedborski, Serge, 64199433
član komisije
Anđus, Pavle, 12494695
član komisije
Mentis, George Z., 1975-, 64194825
član komisije
Božić, Biljana, 1953-, 12887143
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Biološki fakultet
Alternative title
Комплемент и микроглија као посредници губитка сензорномоторних синапси током нормалног развића и у спиналној мишићној атрофији
Publisher
[A. Vukojičić]
Format
116 str.
description
Biology - Immunology, Neurobiology (Neuroimmunology / Биологија - Имунологија, Неуробиологија (Неуроимунологија
Abstract (en)
Movement is an essential behavior that is controlled by motor circuits. Within spinal motor circuits, motor neurons bridge the central and peripheral nervous systems by conveying central commands to the skeletal muscles. The precise assembly and refinement of spinal motor circuits is required for normal motor behavior. It is known for several brain regions that during development a larger than needed number of synapses are produced and subsequently eliminated. However, the mechanisms responsible for spinal motor circuit refinement and synapse maintenance are poorly understood. Similarly, the molecular mechanisms by which gene mutations cause dysfunction and elimination of synapses in neurodegenerative diseases that occur during the development are unknown.
Complement proteins have emerged as critical mediators of synaptic refinement and circuit plasticity. Therefore, this study aimed to address whether complement proteins are involved in the synaptic refinement of spinal sensory-motor circuitry. Additionally, to address whether similar mechanisms are responsible for elimination of synapses in neurodegeneration, spinal muscular atrophy (SMA) was utilized as a model disease. SMA is a neurodegenerative disease that occurs during early development. It is caused by reduced levels of the ubiquitously expressed SMN protein. The hallmarks of SMA are loss of motor neurons, muscle atrophy and abnormal postural reflexes. It has been previously shown that decreased number of select synapses and sensory-motor circuit dysfunction precede motor neuron loss. The mechanisms leading to this selective synapse loss on SMN deficient motor neurons remained unknown. This study investigated whether complement-dependent mechanisms are involved in synapse elimination in SMA.
Results of this study demonstrated that the complement protein C1q – initiating protein of classical pathway, is required for the refinement of spinal sensory-motor circuits during the normal development. Synaptic density analysis revealed significantly higher number of proprioceptive synapses in C1q-/- mice. Functional assays showed a larger response in spinal reflexes in C1q-/- mice compared to WT mice, demonstrating that these synapses are functional. Strikingly, results of this study demonstrate that specific muscle-identified motor pools in C1q-/- mice receive inappropriate proprioceptive synapses at the end of the first postnatal week – the period during which behavioral studies revealed impaired righting times...
Abstract (sr)
Кретање је есенцијално понашање које је контролисано од стране моторних неуронских мрежа. У оквиру кичмених моторних мрежа, моторни нурони служе као мост између централног и периферног нервног система преносећи централне команде скелетним мишићима. Прецизно успостављање и преуређивање кичмених моторних мрежа је неопходно за нормално моторичко понашање. Познато је да се током развића појединих деловима мозга формира више него што је потребно синапси које касније бивају елиминисане. Међутим, механизми који су одговорни за преуређивање кичмених моторних мрежа и за одржавање синапси недовољно су испитани. Слично, молекуларни механизми одговорни за генским мутацијама изазвану дисфункцију и елиминацију синапси у неуродегенеративним болестима које се јављају током развића тренутно су непознати.
Протеини система комплемента су се показали као критични медијатори финог синаптичког подешавања и пластичности неуронских мрежа. Стога је ова студија имала за циљ да испита да ли су протеини комплемент система умешани у синаптичкo преуређивање кичмене сензорно-моторне неуронске мреже. Додатно, не би ли се испитало да ли су слични механизми одговорни за елиминацију синапси током неуродегенерације, спинална мишићна атрофија (СМА) је коришћена као модел неуродегенартивнe болести. СМА је неуродегенеративна болест која се јавља рано током развића. Изазивана је смањењем нивоа убиквитно експримираног SMN (енг. survival motor neuron) протеина. Карактеристике СМА су губитак моторних неурона, атрофија мишића и абнормални постурални рефлекси. Претходно је показано да снижени бројеви одређених синапси и дисфункција сензорно-моторне неуронске мреже предходе губитку моторних неурона. Механизми који доводе до овог селективног губитка синапси на моторним неуронима којима недостаје SMN тренутно су непознати. У овој студији је испитано да ли су комплемент-зависни мезанизми умешани у елиминацију синапси у СМА. класичног пута, неопходан за преуређивање кичмених сензорно-моторних мрежа током
нормалног развића...
Authors Key words
C1q, complement, motor neuron, proprioceptive synapse, sensory-motor circuit, spinal muscular atrophy, microglia, SMN
Authors Key words
C1q, комплемент, моторни неурон, проприоцептивна синапса, сензорно-моторна мрежа, спинална мишићна атрофија, микроглија, SMN
Classification
577.25:577.27(043.3)
Type
Tekst
Abstract (en)
Movement is an essential behavior that is controlled by motor circuits. Within spinal motor circuits, motor neurons bridge the central and peripheral nervous systems by conveying central commands to the skeletal muscles. The precise assembly and refinement of spinal motor circuits is required for normal motor behavior. It is known for several brain regions that during development a larger than needed number of synapses are produced and subsequently eliminated. However, the mechanisms responsible for spinal motor circuit refinement and synapse maintenance are poorly understood. Similarly, the molecular mechanisms by which gene mutations cause dysfunction and elimination of synapses in neurodegenerative diseases that occur during the development are unknown.
Complement proteins have emerged as critical mediators of synaptic refinement and circuit plasticity. Therefore, this study aimed to address whether complement proteins are involved in the synaptic refinement of spinal sensory-motor circuitry. Additionally, to address whether similar mechanisms are responsible for elimination of synapses in neurodegeneration, spinal muscular atrophy (SMA) was utilized as a model disease. SMA is a neurodegenerative disease that occurs during early development. It is caused by reduced levels of the ubiquitously expressed SMN protein. The hallmarks of SMA are loss of motor neurons, muscle atrophy and abnormal postural reflexes. It has been previously shown that decreased number of select synapses and sensory-motor circuit dysfunction precede motor neuron loss. The mechanisms leading to this selective synapse loss on SMN deficient motor neurons remained unknown. This study investigated whether complement-dependent mechanisms are involved in synapse elimination in SMA.
Results of this study demonstrated that the complement protein C1q – initiating protein of classical pathway, is required for the refinement of spinal sensory-motor circuits during the normal development. Synaptic density analysis revealed significantly higher number of proprioceptive synapses in C1q-/- mice. Functional assays showed a larger response in spinal reflexes in C1q-/- mice compared to WT mice, demonstrating that these synapses are functional. Strikingly, results of this study demonstrate that specific muscle-identified motor pools in C1q-/- mice receive inappropriate proprioceptive synapses at the end of the first postnatal week – the period during which behavioral studies revealed impaired righting times...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.