Modulatory role of the dopamine D1 receptor and Type-2 corticotrophin releasing factor receptor on the basolateral amygdala to prefrontal cortex synapses

Abstract

Dopamina y el factor liberador de corticotropina (CRF) regulan varios procesos de modulación sináptica. El sistema de CRF está compuesto de cuatro ligandos, CRF, urocortinaI, urocortina II y urocortina III; y de dos receptores acoplados a proteína G (GPCR), receptor de CRF tipo-1 (CRF1) y receptor de CRF de tipo-2 (CRF2). La dopamina es capaz de unirse a dos familias de receptores GPCRs, los llamados receptores de dopamina de tipo-1, compuesto por D1R y D5R, y los receptores de dopamina de tipo-2, compuesto por D2R, D3R y D4R. Se ha descrito que D1R tiene un rol regulatorio de la liberación de glutamato y dopamina en el área del tegmento ventral (VTA), en animales previamente expuestos a cocaína. En el caso de CRF2, se ha mostrado que regula la liberación de glutamato y dopamina en el VTA dependiente de la generación de un estímulo estresante sobre los animales que fueron administrados repetidas veces con cocaína. Además, se ha descrito que CRF2 y D1R son capaces de formar un complejo heteromérico que modifica la localización subcelular de CRF2 y D1R, cuando se sobre-expresan en conjunto en cultivos celulares de HEK293t. Sin embargo, no hay evidencia de la modulación que ejercen los agonistas para CRF2 y D1R sobre el heterómero CRF2/D1R y de su posible papel regulatorio en alguna vía que involucre la regulación por CRF y dopamina. Basados en estos antecedentes decidimos estudiar la regulación del heterómero CRF2/D1R por sus ligandos, CRF y dopamina, utilizando una preparación en la cual ambos receptores se sobre-expresaran como la línea celular HEK293t. Nuestros resultados revelaron que el heterómero CRF2/D1R es regulado por dopamina y CRF, tanto a nivel de localización, como en su interacción y señalización. La presencia de CRF2 en la membrana plasmática se reduce al ser co-expresado con D1R y en presencia de los agonistas de CRF y dopamina. La interacción CRF2/D1R aumenta, pero su señalización se reduce solo al co-infundir CRF y dopamina. Por lo tanto, los resultados indican que dopamina y CRF regulan al heterómero CRF2/D1R reduciendo la expresión de CRF2 en la membrana y modificando la señalización de ambos receptores. Adicionalmente, se ha descrito que en la corteza prefrontal (PFC) se expresa el D1R y modula la actividad que tiene la amígdala basolateral (BLA) hacia la PFC, pero no se ha descrito la expresión de CRF2. Controversialmente, se ha descrito efectos mediados por CRF2 en la PFC. Hasta este trabajo no se ha descrito la expresión de CRF2 en la PFC, lo que nos llevó a analizar donde se expresaba el CRF2 en PFC y si co-localizaba con D1R, modulando la transmisión sináptica entre BLA y PFC. Nuestros resultados mostraron que CRF2 se expresaen terminales sinápticos en la PFC. Además, el mRNA para CRF2 se encuentra en los terminales sinápticos de la PFC. Los datos muestran que CRF2 co-localiza con D1R en terminales glutamatérgicos provenientes de la BLA hacia la PFC. Además, CRF2 modula negativamente la liberación de glutamato desde la BLA hacia la PFC, siendo esta modulación eliminada cuando se co-infunden antagonistas de ambos receptores en la PFC. La potenciación a largo plazo (LTP) entre la BLA y PFC es modulada por CRF2 y D1R. Por lo tanto, los resultados indican que CRF2 se expresa en la PFC y en conjunto con D1R modulan el glutamato y la plasticidad entre la BLA y PFC. Los resultados de esta tesis ofrecen nuevos conocimientos sobre la interacción entre el sistema CRFérgico y dopaminérgico en la PFC. Entregan evidencia relevante de la regulación del heterómero CRF2/D1R por sus agonistas CRF y dopamina. Además, documentan laexpresión de CRF2 en terminales nerviosos que inervan la PFC con una función regulatoria de CRF2 sobre la transmisión sináptica entre la BLA y la PFC.