Identification of receptors for neurotransmitters related to the transmission of stress information on neurons of the midbrain interpeduncular nucleus.

Stres to reakcja naszego organizmu na wpływ różnych czynników środowiskowych i wewnętrznych, a zdolność do radzenia sobie z nim jest jednym z najważniejszych wymogów, które organizm musi spełniać, aby mógł przeżyć. Jedną ze struktur mózgu zaangażowanych w regulację stresu jest umiejscowione w śródmózgowiu, jądro międzykonarowe (interpeduncular nucleus, IPN), uczestniczące w kontroli reakcji lękowych, związane ze stanami depresyjnymi, regulacją snu czy preferencją nowości. Dwa kluczowe jądra unerwiające IPN, które jak wcześniej udowodniono są związane z reakcją organizmu na czynniki stresowe, to jądro niepewne (nucleus incertus, NI) i uzdeczka (habenula, Hb). NI jest głównym źródłem neuropeptydu relaksyny-3 (relaxin-3, RLN3), która jest specyficznym ligandem receptora relaksynowego typu 3 (relaxin family peptide receptor 3, RXFP3) i jak wykazano sygnalizacja RLN3/RXFP3 jest istotnym punktem odpowiedzialnym za reakcję organizmu na różne sytuacje stresowe. Hb natomiast wydziela między innymi acetylocholinę, której jednym z receptorów jest cholinergiczny receptor nikotynowy (nicotinic acetylcholine receptor, nAChR). Występowanie wspomnianych receptorów, a także receptora kinazy tyrozynowej A (tropomyosin receptor kinase A, TrkA), przeznaczonego dla czynnika wzrostu nerwów, neurotrofiny, której synteza jest zwiększana w odpowiedzi na dane warunki stresowe, w poszczególnych obszarach IPN, potwierdza rolę tego jądra w regulacji odpowiedzi organizmu na różne czynniki stresowe. Uzyskane w toku realizacji niniejszej pracy wyniki ponadto pokazały, że część komórek tej GABA-ergicznej struktury dodatkowo wykazuje również syntezę mRNA transportera dla glutaminianu, szczególnie w jądrach, które mogą być unerwiane przez Hb. Zastosowanie nowoczesnej metody RNAscope, podczas przeprowadzonego badania pozwoliło dodatkowo na zweryfikowanie możliwej ko-ekspresji mRNA receptorów i transportera dla GABA typu 1 (vesicular GABA transporter 1, vGAT1) w neuronach poszczególnych jąder IPN zaangażowanych w różne obwody neuronalne. Jednym z jąder, w którym udało się zaobserwować współwystępowanie mRNA dla RXFP3, podjednostki α5 nAChR, TrkA i transportera vGAT1 jest jądro pośrednie IPN. Wyniki uzyskanych badań potwierdziły zaangażowanie IPN w odpowiedź na sygnały stresowe, ale określenie, które struktury wysyłają neurotransmitery związane z przekazywaniem informacji o stresie, łączące się z analizowanymi receptorami na obszarze IPN wymaga dalszych badań.

Stress is our body's response to the influence of various environmental and internal factors, and the ability to deal with it is one of the most important requirements that the body must meet in order to survive. One of the brain structures involved in stress regulation is the interpeduncular nucleus (IPN) located in the midbrain, involved in the control of anxiety reactions, related to depression, sleep regulation and novelty preferences. The two key nuclei innervating the IPN that have previously been proven to be associated with the body's response to stress factors are the nucleus incertus (NI) and the habenula (Hb). NI is the main source of the neuropeptide relaxin-3 (RLN3), which is a specific ligand of the relaxin family peptide receptor 3 (RXFP3) and RLN3/RXFP3 signaling has been shown to be an important point responsible for the body's response to various stressful situations. Hb, on the other hand, secretes, among others, acetylcholine, one of whose receptors is the nicotinic acetylcholine receptor (nAChR). The presence of the aforementioned receptors as well as the tropomyosin receptor kinase A (TrkA), intended for the nerve growth factor, neurotrophin, the synthesis of which is increased in response to given stressful conditions in particular areas of the IPN, confirms the role of this nucleus in regulating the body's response to various stress factors. The results obtained in the course of this study have also shown that some cells of this GABAergic structure additionally show the synthesis of glutamate transporter mRNA, especially in nuclei that can be innervated by Hb. The use of the modern RNAscope method during the conducted research allowed to verify the possible co-expression of receptors and the vesicular GABA transporter 1 (vGAT1) mRNA in the neurons of individual IPN nuclei involved in various neural circuits. One of the nuclei where the coexistence of RXFP3, nAChR α5 subunit, TrkA and vGAT1 mRNA has been observed is the intermediate nucleus of the IPN. The results of the obtained research confirmed the involvement of the IPN in the response to stress signals, but determining which structures send neurotransmitters related to the transmission of stress information that bind to the analyzed receptors in the area of the IPN, requires further research.