Role of VGLUT3 in synaptic plasticity and memory along the septotemporal axis of the hippocampus

Vesicular glutamate transporters 1-3 (VGLUT1-3) are proteins that package glutamate into synaptic vesicles before subsequent release into the synaptic cleft. In the brain, while VGLUT1 & 2 are expressed almost entirely in neurons that only release glutamate, VGLUT3 is located primarily in neurons that release alternate neurotransmitters, such as acetylcholine (ACh), serotonin (5-HT) and γ-Aminobutyric acid (GABA). While the role of VGLUT3 in ACh and 5-HT neurons has been well-characterized, no published research has been done on the effects of VGLUT3 in the hippocampus, where it is expressed in select GABAergic and 5-HT fibers. My thesis research has found that VGLUT3 is expressed differentially in the hippocampus depending on the septotemporal axis, with a particularly striking expression in the intermediate area. VGLUT3 knock-out mice were used to discover that VGLUT3 decreases overall GABA transmission and contributes to proper expression of synaptic plasticity in the CA1 area of the hippocampus. Finally, VGLUT3-KO mice display alterations in behaviors specific to either the dorsal or ventral axis, but not in undifferentiated behaviors. Together my research suggests that VGLUT3 exerts a region-specific control of hippocampal functioning.Les trois transporteurs vésiculaires de glutamate (VGLUT1-3) sont des protéines qui accumulent le glutamate dans les vésicules synaptique avant sa libération à la synapse . VGLUT1 et 2 sont exprimés dans des neurones qui libèrent essentiellement le glutamate. Dans le cerveau, VGLUT3, au contraire, est présent dans des neurones qui libèrent non seulement le glutamate, mais aussi d'autres neurotransmetteurs, comme l'acétylcholine (ACh), la sérotonine (5-HT), ou l'acide γ-aminobutyrique (GABA). Bien que le rôle de VGLUT3 dans les neurones cholinergiques et sérotoninergiques ait été bien caractérisé, il n'y a pas de recherche publiée sur VGLUT3 dans l'hippocampe. Dans cette structure, VGLUT3 est observé dans des populations spécifiques de neurones GABAergiques et dans les fibres sérotoninergiques. démon travail de thèse a permis d'établir que la densité de VGLUT3 dans l'hippocampe varie sur l'axe septotemporal, et que la densité la plus forte est située dans la zone intermédiaire. Des souris « knock-out » de VGLUT3 (VGLUT3-KO) ont été utilisées pour montrer que la présence de VGLUT3 est nécessaire pour la transmission normale de GABA et pour la plasticité synaptique dans la zone de CA1 de l'hippocampe. Enfin, les souris de VGLUT3-KO ont des altérations de comportement dans des paradigmes qui sont contrôlées spécifiquement par l'axe dorsal ou ventral, mais leurs comportements sont ordinaires dans un paradigme comportemental non-différentielle. Dans l'ensemble, mon travail suggère que VGLUT3 exerce un effet sur le fonctionnement de l'hippocampe qui dépend de sa présence dans une zone spécifique sur l'axe septotemporal