Análise do transcriptoma das sub-regiões do hipocampo de ratos e dos efeitos do canabidiol sobre a expressão gênica da sub-região CA1 ventral de camundongos [recurso eletrônico] = Transcriptome analysis of rat hippocampal subregions and the effects of cannabidion on gene expression of mouse ventral CA1 subregion
João Paulo Dorta Machado
DISSERTAÇÃO
Multilíngua
T/UNICAMP M18a
[Transcriptome analysis of rat hippocampal subregions and the effects of cannabidion on gene expression of mouse ventral CA1 subregion]
Campinas, SP : [s.n.], 2022.
1 recurso online (83 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Andre Schwambach Vieira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: Poucas regiões cerebrais recebem tanta atenção quanto o hipocampo, uma estrutura neural que está envolvida em funções como aprendizagem, formação e armazenamento de memórias. As principais sub-regiões do hipocampo são o giro denteado (GD) e as camadas de neurônios piramidais: CA1, CA2 e CA3....
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Resumo: Poucas regiões cerebrais recebem tanta atenção quanto o hipocampo, uma estrutura neural que está envolvida em funções como aprendizagem, formação e armazenamento de memórias. As principais sub-regiões do hipocampo são o giro denteado (GD) e as camadas de neurônios piramidais: CA1, CA2 e CA3. Além disso, esta estrutura pode ser afetada por uma pluralidade de distúrbios psiquiátricos e neurológicos, como depressão, esquizofrenia, Alzheimer e epilepsia. Atualmente o canabidiol (CBD), um dos principais canabinóides presentes na Cannabis sativa, tem sido uma alternativa terapêutica para uma pluralidade de distúrbios. O CBD interage com os receptores endocanabinóides e também modula vários sistemas de sinalização não endocanabinóides. O receptor endocanabinóide CB1 é o receptor acoplado à proteína G mais abundante no sistema nervoso, e é encontrado amplamente expresso em todas as sub-regiões hipocampais. Assim, o CBD já foi explorado como estratégia terapêutica mostrando efeitos anticonvulsivante, neuroprotetores e antiepilépticos sob diversas condições, tanto em humanos quanto em modelos animais. Investigações anteriores já revelaram diversos efeitos da administração do CBD, no entanto, não há dados sobre alterações no transcriptoma para os efeitos do CBD em sub-regiões hipocampais. No Capítulo I da presente dissertação exploramos a heterogeneidade da expressão gênica do hipocampo de ratos usando microdissecção a laser para isolar suas diferentes sub-regiões (CA1, CA2, CA3, DG) e assim traçar o perfil de transcritos de cada uma delas. No Capítulo II, utilizando RNA-Seq, exploramos as alterações transcriptômicas no CA1 ventral do hipocampo de camundongos adultos após a administração intraperitoneal (i. p.) de CBD. No Capítulo I encontramos uma segregação evidente do perfil transcriptômico de diferentes regiões do hipocampo, observando milhares de genes diferencialmente expressos, além da expressão de genes marcadores conhecidos, bem como novos, específicos para cada região. No Capítulo II encontramos uma evidente segregação do perfil transcriptômico de diferentes frequências de administração do CBD. A análise de enriquecimento dos genes após a administração do CBD durante 7 dias indica uma redução nos transcritos da cadeia de transporte de elétrons e biogênese ribossomal, enquanto transcritos relacionados à modificações de cromatina e organização de sinapse foram encontrados aumentados. Além disso, os transcritos após a administração do CBD administrado em apenas 1 dia estavam associados apenas a processos de ubiquitinação. O presente conjunto de dados contribui para a compreensão mais profunda dos efeitos CBD na expressão gênica e fornece evidências de uma extensa mudança nos genes do metabolismo energético e na redução marcada da maquinaria de tradução de proteínas nos neurônios do CA1 ventral
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Abstract: Few brain regions are given as much attention as the hippocampus, a neural structure that is involved in functions such as learning, training and storage of memories. The main subfields of the hippocampus are the dentate gyrus (DG) and the pyramidal neurons: CA1, CA2 and CA3. In addition,...
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Abstract: Few brain regions are given as much attention as the hippocampus, a neural structure that is involved in functions such as learning, training and storage of memories. The main subfields of the hippocampus are the dentate gyrus (DG) and the pyramidal neurons: CA1, CA2 and CA3. In addition, this structure can be affected by a plurality of psychiatric and neurological disorders such as depression, schizophrenia, Alzheimer and epilepsy. Currently cannabidiol (CBD), one of the main cannabinoids present in Cannabis sativa, has been a therapeutic alternative for a plurality of disorders. CBD interacts with the endocannabinoid receptors and also modulates multiple non-endocannabinoid signaling systems. The endocannabinoid CB1 receptor is the most abundant G protein coupled receptor of the nervous system, and is found extensively expressed in all hippocampal subfields. Thus, CBD has already been explored as a therapeutic strategy showing anticonvulsant, neuroprotective, and antiepileptic effects under various conditions, both in humans and animal models. Previous investigation has already provided insights of the CBD administration, however, there is no transcriptome data for CBD effects on hippocampal subfields. In Chapter I, we explore the heterogeneity of the rat’s hippocampal gene expression using laser microdissection to isolate its different subfields (CA1, CA2, CA3, DG). In Chapter II, we explore the transcriptomic changes in the ventral CA1 of the adult mice hippocampus after intraperitoneal CBD administration. In Chapter I, we find thousands of differentially expressed genes and an evident segregation of the hippocampal subfields transcriptional profiles. In Chapter II we found evident segregation of the transcriptomic profile from CBD administration frequencies. The enrichment analysis of the 7 days of CBD administration indicates a decrease of electron transport chain and ribosome biogenesis transcripts, while chromatin modifications and synapse organization transcripts were found increased. Furthermore, transcripts of CBD administered once were only associated with the ubiquitin processes. The present dataset contributes to a deeper understanding of the CBD effects on gene expression and provides evidence that CBD induces an extensive change in energy metabolism genes and marked reduction of protein translation machinery in ventral CA1 neurons
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Análise do transcriptoma das sub-regiões do hipocampo de ratos e dos efeitos do canabidiol sobre a expressão gênica da sub-região CA1 ventral de camundongos [recurso eletrônico] = Transcriptome analysis of rat hippocampal subregions and the effects of cannabidion on gene expression of mouse ventral CA1 subregion
João Paulo Dorta Machado
Análise do transcriptoma das sub-regiões do hipocampo de ratos e dos efeitos do canabidiol sobre a expressão gênica da sub-região CA1 ventral de camundongos [recurso eletrônico] = Transcriptome analysis of rat hippocampal subregions and the effects of cannabidion on gene expression of mouse ventral CA1 subregion
João Paulo Dorta Machado