5-HT-dependent synaptic plasticity of the prefrontal cortex in postnatal development

Autor(es)

Higa, Guilherme Shigueto Vilar ; Francis-Oliveira, Jose ; Carlos-Lima, Estevao ; Tamais, Alicia Moraes ; Borges, Fernando da Silva ; Kihara, Alexandre Hiroaki ; Shieh, Iane Carvalho ; Ulrich, Henning ; Chiavegatto, Silvana ; De Pasquale, Roberto

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 12, n. 1, p. 23-pg., 2022-12-05.

Resumo

Important functions of the prefrontal cortex (PFC) are established during early life, when neurons exhibit enhanced synaptic plasticity and synaptogenesis. This developmental stage drives the organization of cortical connectivity, responsible for establishing behavioral patterns. Serotonin (5-HT) emerges among the most significant factors that modulate brain activity during postnatal development. In the PFC, activated 5-HT receptors modify neuronal excitability and interact with intracellular signaling involved in synaptic modifications, thus suggesting that 5-HT might participate in early postnatal plasticity. To test this hypothesis, we employed intracellular electrophysiological recordings of PFC layer 5 neurons to study the modulatory effects of 5-HT on plasticity induced by theta-burst stimulation (TBS) in two postnatal periods of rats. Our results indicate that 5-HT is essential for TBS to result in synaptic changes during the third postnatal week, but not later. TBS coupled with 5-HT2A or 5-HT1A and 5-HT7 receptors stimulation leads to long-term depression (LTD). On the other hand, TBS and synergic activation of 5-HT1A, 5-HT2A, and 5-HT7 receptors lead to long-term potentiation (LTP). Finally, we also show that 5-HT dependent synaptic plasticity of the PFC is impaired in animals that are exposed to early-life chronic stress. (AU)

• Processo FAPESP: 19/21233-0 - Modulação serotoninérgica da spike timing dependent plasticity no hipocampo
• Beneficiário: Alicia Moraes Tamais
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/06100-8 - Suscetibilidade e resiliência aos efeitos do estresse psicossocial crônico na adolescência: estudo da participação da enzima neuronal de síntese do óxido nítrico (nNOS)
• Beneficiário: Silvana Chiavegatto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/09116-0 - Avaliação do papel fisiológico dos canais TREK-1 na modulação neural do estresse
• Beneficiário: José Francis de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/00850-3 - Estudo eletrofisiológico da modulação serotoninérgica do córtex pré-frontal durante o desenvolvimento pós-natal
• Beneficiário: Roberto De Pasquale
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/25840-0 - Modulação Serotonérgica da Plasticidade Sináptica no Estresse Pós-Natal
• Beneficiário: Roberto De Pasquale
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/20253-1 - Modulação do receptor 5HT1A em um modelo de estresse
• Beneficiário: Iane Carvalho Shieh
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 18/07366-4 - Receptores de purinas e cininas como alvos de estudo e intervenção terapêutica em doenças neurológicas
• Beneficiário: Alexander Henning Ulrich
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/14962-5 - Modulação serotoninérgica da spike timing dependent plasticity nas sinapses corticais
• Beneficiário: Roberto De Pasquale
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular