Presynaptic CB1 cannabinoid receptors control serotonin release in the rodent frontal cortex!

Abstract

Os CB1Rs desempenham um papel preponderante na plasticidade sináptica, metabolismo cerebral, neurogénese, e morte celular; fazendo com que o sistema endocanabinoide seja um alvo atrativo em doenças neurológicas e psiquiátricas. Os CB1Rs estão implicados na patogénese de uma série de desordens de humor e psicoses, sendo então um dos nossos objectivos mapear a possível presença e papel fisiológico dos CB1R em terminais nervosos frontocorticais, noradrenérgicos (positivos para dopamina-β-hidroxilase), serotonergicos (positivos para SERT), e glutamatergicos (positivos para VGLUT1 e VGLUT2), no rato e em ratinho wild-type e CB1R knockout. Resultados: Análise em microscópio confocal em fatias de cérebro revelou que os CB1Rs estão presentes num subconjunto de todos os tipos de terminais nervosos investigados. A ativação dos CB1R pelo seu agonista WIN55212-2 (1 !M) inibiu a libertação provocada por estímulo e dependente de cálcio do [14C]glutamato e da [3H]serotonina, medidos simultaneamente em sinaptoneurossomas isolados, de certa forma sensíveis a antagonistas dos CB1R, O-2050 (1 !M) e LY320135 (5 !M). Não foi detectada imunoreactividade para CB1 e inibição de libertação induzida pelo WIN55212-2 no córtex frontal de ratos KO para CB1R. Este é o primeiro relatório sobre CB1R presinapticos funcionais em terminais serotonergicos, noradrenergicos e glutamatergicos, no córtex frontal de roedores. Como neuromoduladores/ neurotransmissores estão envolvidos na patogénese de algumas desordens de humor e psicoses (as quais são normalmente acompanhadas por uma sinalização alterada de endocanabinoides), é possível então assumir que um controlo deficiente de endocanabinoides em terminais nervosos frontocorticais, poderá contribuir para a patofisiologia de algumas doenças psiquiátricas.

CB1 cannabinoid receptors (CB1Rs) are the metabotropic 7-transmembrane spanning G protein-coupled receptors of highest density in the mammalian brain. CB1Rs play a paramount role in synaptic plasticity, brain metabolism, neurogenesis, and cell death, making the endocannabinoid system an attractive target in neurological and psychiatric disorders. CB1Rs are implicated in the pathogenesis of mood disorders and psychoses, thus here we aimed at mapping the possible distribution and physiological role of presynaptic CB1Rs in frontocortical noradrenergic (dopamine- β-hydroxylase-positive), serotonergic (SERT-positive) and glutamatergic (VGLUT1- and 2- positive) nerve terminals of the rat, and wild-type / CB1R knockout mice. Confocal microscopy analysis in brain slices revealed that CB1Rs are present in a subset of all the investigated nerve terminal types. CB1R activation by the CB1R agonist, WIN55212-2 (1 !M) inhibited the depolarization-evoked release of [14C]glutamate and [3H]serotonin in isolated synaptoneurosomes, in a manner sensitive to selective CB1R antagonists, O-2050 (1 !M) and LY320135 (5 !M). No CB1R immunoreactivity and no WIN55212-2-induced inhibition of transmitter release were detected in the frontal cortex of CB1R knockout mice. This is the first report on presynaptic functional CB1Rs in serotonergic, noradrenergic and glutamatergic terminals in the frontal cortex of the rodents. Since all three neuromodulators/ neurotransmitters are involved in the pathogenesis of mood disorders and psychosis (which are typically accompanied with impaired endocannabinoid signaling), it is feasible to assume that an impaired endocannabinoid control on frontocortical nerve endings may contribute to the pathophysiology of psychiatric disorders.