Modelos animais de disfunção colinérgica: papel da acetilcolina na cognição

A liberação do neurotransmissor acetilcolina (Ach) depende do transporte vesicular pelo transportador vesicular de acetilcolina (VAChT). A acetilcolina é importante para funções cognitivas diferentes como aprendizado, memória e atenção. Nós geramos camundongos com diferentes níveis de expressão de VAChT e, conseqüentemente, liberação de acetilcolina, para buscar os papéis funcionais do transporte de ACh em vesículas sinápticas nas atividades colinérgicas e funções cognitivas. Nós demonstramos que a redução de liberação de ACh ou injeções de antagonistas do receptor muscarínico bloquearam a memória de longo prazo (LTM) de reconhecimento de objetos sem afetar a memória remota. Usando uma linhagem diferente de camundongos, em que eliminamos o VAChT seletivamente do prosencéfalo basal com o método cre-loxP, sugerimos que as projeções colinérgicas dos neurônios do prosencéfalo basal são essenciais para a LTM. A introdução do cassete de resistência a neomicina, adicionado aproximadamente 1.5 kb anteriormente ao stop codon do gene para o VAChT, causou uma redução da proteína principalmente no cérebro, com a expressão desse transportador preservada na periferia. Nós estudamos a conseqüência da redução de VAChT utilizando duas linhagens diferentes de camundongos, e observamos que a diminuição do VAChT promove um aumento na atividade locomotora sem afetar a ansiedade. Nós também demonstramos que a remoção genética do cassete de resistência à neomicina restaura a expressão de VAChT e o fenótipo de hiperatividade. A atividade do estriado tem um papel importante no controle das funções motoras e do comportamento associado à recompensa. Essa é a principal região do cérebro afetada em diversas doenças motoras como as doenças de Parkinson e Huntington. Acreditase que o balanço dopamina-acetilcolina no estriado seja essencial para a função motora e o comportamento. Para entender a contribuição específica dos neurônios colinérgicos do estriado, desenvolvemos uma linhagem de camundongos que tem uma deleção seletiva de VAChT nos neurônios do estriado. Nós observamos que esses camundongos não apresentam alteração no desempenho motor e aprendizagem motora. Porém, a diminuição colinérgica no estriado parece melhorar a resposta dos camundongos no teste de nado forçado, sugerindo que o VAChT no estriado poderia ser um novo alvo para o tratamento de depressão associada a doença de Parkinson.The release of the neurotransmitter acetylcholine (ACh) depends on the vesicular loading by the vesicular acetylcholine transporter (VAChT). ACh is important for different cognitive functions such as learning, memory and attention. We have generated mice with distinct expression levels of VAChT and consequently ACh release to probe for functional roles of synaptic vesicle filling in cholinergic activity and cognitive function. We provided evidence that the reduction of ACh release or injection of muscarinic receptor antagonist blocked object recognition long term memory (LTM) without affecting remote memory. Using a second mouse line in which we selectively eliminated VAChT in the basal forebrain with the cre-loxP method, we suggest that the cholinergic projections of the basal forebrain neurons are crucial for LTM. The introduction of a Tk-Neo resistance cassette added approximately 1.5 kb downstream from the VAChT stop codon caused a major reduction of VAChT expression in the brain, but relatively preserved peripheral function. We studied the consequence of the reduction of VAChT with two different strains of mice, and observed an increase of locomotor activity without changes in anxiety. We also demonstrated that genetic removal of the Neomycin resistance cassette rescues VAChT expression and the hyperactivity phenotype. Striatal activity plays important roles in controlling motor functions and rewardrelated behaviours and it is the major brain region affected in several motor diseases such as Parkinsons disease and Huntingtons disease. Dopamine-acetylcholine balance in the striatum is believed to be critical for proper motor function and behaviour. To understand the specific contribution of the cholinergic neurons in the striatum, we also developed a mouse line in which we selectively eliminated VAChT in the striatum. We found surprisingly that this mice do not show changes in motor performance and motor learning. However, decreased cholinergic function in the striatum seems to specifically improve the response of mice in the forced-swimming task, suggesting that striatal VAChT might be a novel target for treatment of depression associated with Parkinsons disease