Co-espressione di VGLUT1 e VGAT nel cervello del ratto e del topo

Glutamate and γ-aminobutyric acid (GABA) are the neurotrasmitters of the majority of chemical synapses in the Central Nervous System (CNS) and mediate fast excitatory and inhibitory signalling. Studies on excitatory glutamatergic and inhibitory GABAergic transmission are pivotal to understand brain functionality. Evidence of glutamate and GABA co-release and of VGLUTs (vesicular glutamate transporters) and VGAT (vescicular GABA transporter) synaptic co-expression has given rise to a new understanding of the physiology of aminoacidergic neurotransmission. This study aimed to analyse glutamatergic and GABAergic synaptic terminals of rat and mouse CNS marked for the two major vesicular glutamate (VGLUT1) and GABA (VGAT) transporters. A large number of synaptic terminals was investigated for each, selected cerebral area (i.e. cerebral cortex, striatum, hippocampus, thalamus and cerebellum) by the use of confocal microscopy. This work shed new light to the phenomenon of VGLUT1 and VGAT co-expression at glutamatergic and GABAergic synaptic terminals. The data obtained showed that in all anatomical and functional districts studied there are glutamatergic and GABAergic synaptic terminals co-expressing VGLUT1 and VGAT; a detailed map of the percentage of co-localized VGLUT1 and VGAT was designed. The widespread co-expression of VGLUT1 and VGAT suggests that these transporters may play an important role in the regulation of synaptic transmission and may contribute to the prevention of excitatory and inhibitory transmission imbalance, which are involved in the pathogenesis of autism, schizophrenia, anxiety, epilepsy and Alzheimer's diseases.

Il glutammato e l’acido γ-amminobutirrico (GABA) sono i neurotrasmettitori della maggior parte delle sinapsi chimiche del sistema nervoso centrale (SNC) dei mammiferi e i principali mediatori della conduzione veloce dei segnali eccitatori ed inibitori. Gli studi sui sistemi di trasmissione eccitatoria glutammatergica e inibitoria GABAergica rivestono un ruolo chiave nella comprensione della funzionalità cerebrale. L’osservazione della co-liberazione di glutammato e GABA da alcuni terminali sinaptici e della co-espressione del trasportatore vescicolare del GABA (VGAT) e dei trasportatori vescicolari del glutammato (VGLUTs) in alcune vescicole sinaptiche ha dato origine ad una nuova concezione della fisiologia della neurotrasmissione amminoacidergica. Questo studio ha avuto lo scopo di analizzare i terminali glutammatergici e GABAergici nel SNC del ratto e del topo, utilizzando come marcatori i due maggiori trasportatori vescicolari del glutammato (VGLUT1) e del GABA (VGAT) e ha fornito un’estensione delle conoscenze del fenomeno della co-espressione di VGLUT1 e VGAT ai terminali sinaptici glutammatergici e GABAergici delle principali strutture anatomo-funzionali della corteccia cerebrale, dello striato, dell’ippocampo, del talamo e del cervelletto. L’utilizzo della microscopia confocale per l’analisi del grado di co-localizzazione ha permesso di analizzare un grande numero di terminali marcati per ogni area cerebrale studiata. I dati ottenuti rivelano che, sia in ratto che in topo, in tutti i distretti anatomo-funzionali studiati, ci sono terminali sinaptici glutammatergici e GABAergici che co-esprimono VGLUT1 e VGAT; lo studio restituisce, per entrambe le specie, una mappatura cerebrale dettagliata della percentuale di terminali sinaptici nei quali VGLUT1 e VGAT sono colocalizzati. La presenza diffusa nel cervello di terminali sinaptici co-esprimenti VGLUT1 e VGAT suggerisce che il fenomeno possa svolgere un ruolo importante nella regolazione della trasmissione sinaptica e nel preservare la fisiologica funzionalità cerebrale da squilibri tra la trasmissione eccitatoria ed inibitoria che concorrono all’insorgenza di gravi patologie come l’autismo, la schizofrenia, l’ansia, l’epilessia e l’Alzheimer.