Estudio de la migración tangencial intrahipotalámica del núcleo ventral premamilar y posibles mecanismos causales

Abstract

El núcleo ventral premamilar hipotalámico (VPM) es una estructura descrita en mamíferos, que integra las señales olfativas y energéticas con el comportamiento reproductivo, y está involucrado en el desarrollo de la pubertad, así como en comportamientos de lucha o huida. Aunque hay información disponible acerca de su función y conectividad, no se conoce cómo se forma durante el desarrollo embrionario. El presente estudio aporta evidencia descriptiva y experimental sobre el proceso migratorio de sus componentes celulares durante los días E12.5 y E13.5 en ratón. Estas células se originan en la mitad dorsal del área retromamilar (RM), y desde este territorio comienzan su migración tangencial, esquivando los cuerpos mamilares y cruzando un territorio molecularmente distinto, la banda perimamilar (PM), hasta alcanzar una posición tuberal relativamente rostroventral. Corroborando estudios transcriptómicos recientes en los que se identifican diversos tipos neuronales glutamatérgicos en el VPM, en el presente estudio se detectó que parte de esta heterogeneidad emerge de manera temprana en el desarrollo. Durante la migración tangencial, se detectaron 2-3 poblaciones, con diferencias en la expresión de determinados genes, posiblemente derivadas de zonas ligeramente distintas en el área RM. Estas poblaciones se distribuyen de manera segregada entre el core y el shell del VPM Se analizaron proteínas de señalización cuya expresión sugiriese un papel en el desarrollo del VPM. Aunque se detectó expresión de la pareja Netrina1/DCC, así como del ligando ephrin-B2 en la migración del VPM y/o en zonas adyacentes, no se observaron alteraciones en el núcleo en ratones deficientes en estas proteínas. Además, el área acroterminal es fuente del morfógeno Fgf8 y existe expresión de su receptor Fgfr2 en el hipotálamo basal. Se evaluó la posible influencia de Fgf8 en el desarrollo del VPM, mediante el análisis de ratones hipomorfos (Fgf8neo/null). Estos resultados revelaron un rol trófico de Fgf8 en el área RM y las células que migran tangencialmente a partir de este territorio (VPM y el núcleo subtalámico). Los hipomorfos presentan una celularidad reducida y cierta desorganización en las estructuras derivadas del área RM a partir de E15.5, sin una alteración específica de estas migraciones.

The tuberal hypothalamic ventral premamillary nucleus (VPM) described in mammals links olfactory and metabolic cues with mating behavior, and it is involved in the onset of puberty. We offer here descriptive and experimental evidence on a migratory phase in the development of this structure in mice at E12.5-E13.5. Its cells originate at the retromamillary area (RM) and then migrate tangentially rostralward, eschewing the mamillary body, and crossing the molecularly distinct perimamillary band, until they reach a definitive relatively superficial rostroventral tuberal location. Corroborating recent transcriptomic studies reporting a variety of adult glutamatergic cell types in the VPM, and different projections in the adult, we found that part of this populational heterogeneity emerges already early in development, during tangential migration, in the form of differential gene expression properties of at least 2-3 mixed populations possibly derived from subtly different parts of the RM. These partly distribute differentially in the core and shell parts of the final VPM. We analyzed signaling proteins whose expression suggested a role in VPM development. Although Netrin1/DCC pair, as well as Ephrin-B2 expression was detected in the VPM migration and/or in adjacent areas, no alteration was observed in mice deficient in these proteins. Since there is a neighboring acroterminal source of Fgf8, and Fgfr2 is expressed at the early RM, we evaluated a possible influence of Fgf8 signal on VPM development using hypomorphic Fgf8neo/null embryos. These results suggested a trophic role of Fgf8 on RM and all cells migrating tangentially out of this area (VPM and the subthalamic nucleus), leading in hypomorphs to reduced cellularity after E15.5 without alteration of the migrations proper.