Characterizing the Cellular and Molecular Effects of Neural Androgen Receptor Invalidation in Male Mice
Institution:
Sorbonne universitéDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The crucial role of sex steroid hormones in male reproductive and non-reproductive functions are well documented. Recent evidences suggest that testosterone is also involved in neuroprotective functions in the adult male brain in both pathophysiological and physiological conditions. In the nervous system, testosterone can directly act on the androgen receptor (AR) or be metabolized into estradiol, which then stimulates estrogen receptors (ERs). The expression of these sex steroid receptors is not limited to brain regions implicated in reproductive functions, it expands to other regions such as the hippocampus, cortex that are implicated in cognitive functions. In this context, the signalling pathways underlying testosterone-induced effects, in particular at the neural level, still need to be documented. For this purpose, we used a conditional transgenic mouse line lacking the neural AR in order to identify the molecular and cellular targets of testosterone. First, a proteomic analysis was undertaken in the preoptic area, the hypothalamic region involved in the expression of male sexual behavior, in order to identify the molecular targets of the AR. In this study, several differentially expressed proteins were identified, and validation was conducted for a subset of top ten proteins identified by Ingenuity Pathway Analysis. Second, analysis of neuroinflammation and BBB integrity was performed in the same region. Deletion of neural AR (in neurons and glial cells) led to neuroinflammation as evidenced by astroglial activation and increased Fluorojade labeling. This was associated with BBB leakage for different tracers and endogenous immunoglobulin and by disorganization of the tight junction structures shown by electron tomography in mutant males.Altogether, the present data will provide and help gain new insights into the cellular effects and molecular signalling pathways involved in neural effects of testosterone.
Abstract FR:
Les hormones stéroïdiennes sexuelles ont un rôle crucial et bien documenté dans les fonctions reproductives et non-reproductives du mâle. Des éléments récents mènent à postuler que la testostérone est également impliquée, chez les mâles, dans la neuro-protection, et ce dans un contexte pathologique ou physiologique. La testostérone peut interagir, dans le cerveau, soit avec le récepteur aux androgènes (AR), soit indirectement avec les récepteurs aux œstrogènes (ERs) après avoir été métabolisé en estradiol. De façon intéressante, ces récepteurs sont exprimés dans des régions cérébrales n’étant pas directement impliquées dans les fonctions reproductives, telles que l’hippocampe et le cortex. Les mécanismes d’action de la testostérone dans ces régions sont encore peu étudiés. Afin d’identifier les cibles moléculaires du AR, nous avons étudié les effets d’une invalidation d’expression strictement neurale (dans le neurone et astrocyte) de celui-ci dans lignée souris transgénique. Nous avons tout d’abord procédé à une analyse protéomique de l’aire pré-optique, une région hypothalamique cruciale pour le comportement sexuel des mâles. Cette étude nous a permis de mettre en évidence plusieurs protéines dont l’expression différait entre contrôles et mutants. Puis pour dix d’entre elles, nous avons procédé à une validation de cette différence d’expression par la technique de l’Ingenuity Pathway Analysis. Dans un second temps, nous avons procédé à l’analyse de la neuroinflammation ainsi que de l’intégrité de la BHE dans cette même région. L’absence d’expression de l’AR dans les tissus nerveux induit une inflammation neuronale associée à une activation des cellules gliales et une augmentation du marquage Fluoro-jade. Ces changements sont accompagnés d’une rupture de la BHE mise en évidence par la présence ectopique de différents marqueurs, ainsi qu’une disruption des jonctions serrées observée par tomographie électronique.En conclusion, ces données nous ont permis de mettre en évidence de nouveaux mécanismes d’action de la testostérone sur le système nerveux.