Expresión y función de RhoE en el sistema nervioso del ratón : estudio en un modelo de ratón genéticamente modificado

Abstract

Las GTPasas de la familia Rho están adquiriendo un gran interés en los últimos años por su papel en el desarrollo y función del sistema nervioso central (SNC). RhoE es un miembro de esta gran familia cuyas funciones in vivo no están aún bien definidas. En este trabajo estudiamos la expresión de RhoE en el desarrollo embrionario y postnatal y su papel el SNC analizando las características de ratones modificados genéticamente, que no expresan el gen RhoE. Nuestros resultados muestran que RhoE se expresa en diferentes órganos embrionarios, entre los que se encuentra el SNC, desde edades tempranas. En el SNC postnatal se expresa con altos niveles en las primeras etapas y se localiza en numerosos sitios, destacando su presencia en las células de la corriente migratoria rostral, la capa granular externa del cerebelo o en las motoneuronas La eliminación de la expresión de RhoE se traduce en la aparición de graves alteraciones en el sistema nervioso. Los ratones que no expresan RhoE presentan un acúmulo anormal en la zona subventricular de células que hemos caracterizado como neuroblastos postmitóticos, que migran en una tasa mucho menor a través de la corriente migratoria rostral. En consecuencia, a los bulbos olfatorios llegan menos células, que, además, se disponen de forma alterada, de manera que las células calbindina positivas están en menor proporción y muy desorganizadas. Además, en los ratones que carecen de RhoE la rama anterior de la comisura anterior, que conecta ambos bulbos olfatorios, está ausente, y hay en todo su cerebro una reducción en la mielinización. Por otra parte, estos ratones tienen alterado el sistema motor, muestran un retraso en la maduración de las sinapsis neuromusculares y, sorprendentemente, no forman nervio peroneo común, que está ausente en todos los ratones analizados. Estos resultados muestran que RhoE es una proteína esencial en el desarrollo del sistema nervioso, que controla eventos tan diferentes como la migración neuronal y la formación de nervios periféricos. / Rnd proteins are a subfamily of Rho GTPases involved in the control of actin cytoskeleton dynamics, which differently to the other Rho members are constitutively active. In this work we describe Rnd3/RhoE expression and we show the in vivo effect of RhoE gene ablation in the central nervous system (CNS). RhoE is widely expressed during the embryonic development, including the CNS. RhoE is found at high levels in the postnatal CNS and is extensively localized, including the cells of the rostral migratory stream, cerebral cortex and olfactory bulb and those of the external granule cell layer of the cerebellum and the motoneurons. Mice lacking RhoE expression (RhoE gt/gt) accumulate cells in the subventricular zone, which show a delayed migration through the rostral migratory stream to the olfactory bulb. As a consequence, the calbindin positive cells of this region are disorganized. Moreover, RhoE null mice have reduced central myelination, lack of the anterior branch of the anterior commissure and are occasionally hydrocephalic. Finally, these mice have an altered motor system, with a delayed maturation of the neuromuscular junctions and, strikingly, they do not form the common peroneal nerve. These results show that RhoE is an essential protein for the nervous system development controlling important event such as neuronal migration and peripheral nerve formation.