Neuroglial Interactions in Cerebral Physiopathology

Leader

Nathalie
ROUACH

Research center

Collège de France
11 place Marcelin Berthelot
75231 Paris
Serge Haroche

Institution

Collège de France
CNRS
Inserm
ED158
Université Pierre et Marie Curie

Laboratory

Centre Interdisciplinaire Recherche Biologie
UMR7241 - U1050
Site web
Labex Memolife

Mots clefs

Epilepsie
Interactions neurone-glie
transmission synaptique
plasticité synaptique
Available to host a PhD student

publications

Chever O, Dossi E, Pannasch U, Derangeon M, Rouach N. Astroglial networks promote neuronal coordination. Sci Signal. 2016 Jan 12;9(410):ra6. doi: 10.1126/scisignal.aad3066.

Pannasch U, Freche D, Dallérac G, Ghézali G, Escartin C, Ezan P, Cohen-Salmon M, Benchenane K, Abudara V, Dufour A, Lübke JH, Déglon N, Knott G, Holcman D, Rouach N. Connexin 30 sets synaptic strength by controlling astroglial synapse invasion. Nat Neurosci. 2014 Apr;17(4):549-58. doi: 10.1038/nn.3662. Epub 2014 Mar 2.

U. Pannasch, L. Vargova, J. Reingruber, P. Ezan, D. Holcman, C. Giaume, E. Sykova, N. Rouach. 2011. Astroglial networks scale synaptic activity and plasticity. Proceedings of the National Academy of Science (USA). 108:8467-72.

D. Freche, U. Pannasch, N. Rouach, D. Holcman. 2011. Synapse geometry and receptor dynamics modulate synaptic strength. PLoS One. 6(10):e25122.

T. Mehmood*, A. Schneider*, J. Sibille, P. Marques Pereira, S. Pannetier, M. Ammar, D. Dembele, C. Thibault-Carpentier, N. Rouach, A. Hanauer. 2011. Transcriptome profile reveals AMPA receptor dysfunction in the hippocampus of the Rsk2-knockout mice, an animal model of Coffin-Lowry Syndrome. *Equally contributing authors. Human Genetics. 129:255-69.

C. Giaume, A. Koulakoff, L. Roux, D. Holcman, N. Rouach.2010. Astroglial networks: a step further in neuroglial and gliovascular interactions. Nature Reviews Neuroscience. 11:87-99.

N. Rouach, A. Koulakoff, P. Ezan, K. Willecke, C. Giaume.2008. Astroglial metabolic networks sustain hippocampal synaptic transmission. Science. 322:1551-5.

Fields of research

Neurophysiology / systems neuroscience

Research Theme

Notre objectif est de déterminer si et comment les astrocytes jouent un rôle actif et direct dans le traitement de l'information. Nous souhaitons comprendre les modalités moléculaires et les conséquences fonctionnelles des interactions neurogliales dans des conditions physiologiques et pathologiques. Plus précisément, nous voulons comprendre comment les neurones et les astrocytes communiquent dans différents régimes d'activité et déterminer les conséquences de la disruption de leur communication sur les fonctions neuronales, telles que l’excitabilité, la transmission synaptique, la plasticité et la synchronisation. Afin de surmonter les difficultés conceptuelles et expérimentales du domaine des interactions neurogliales, nous avons développé une nouvelle approche interdisciplinaire combinant électrophysiologie, imagerie, biologie moléculaire, biochimie, modélisation mathématique et de nouvelles stratégies pharmacologiques et outils moléculaires permettant d'analyser et d'agir sélectivement sur les astrocytes.  En effet, un aspect particulièrement original de notre recherche dans ce domaine consiste à utiliser des outils ciblant spécifiquement les astrocytes: des outils pharmacologiques, fournis intracellulairement aux astrocytes  grâce à une pipette de patch et diffusant ensuite dans le réseau astroglial sous-tendu par les canaux jonctionnels , et des outils moléculaires, tels que des souris invalidées pour des protéines astrocytaires, ainsi que plus récemment, de nouveaux vecteurs lentiviraux ciblant spécifiquement les astrocytes. En utilisant cette stratégie multidisciplinaire et innovatrice, notre objectif est de décoder le rôle spécifique de propriétés astrogliales clés, telles que la signalisation calcique, les courants membranaires, ainsi que la transmission sous-tendue par les connexines et les pannexines  dans l’activité synaptique basale, la plasticité synaptique, et les activités synchrones physiologiques et pathologiques (épilepsie).



Lab rotation

Role of astrocytes in the formation and remodeling of synaptic circuits

Chercheur responsable: 

ROUACH Nathalie

Dates: 

18 September 2017 - 29 June 2018

Date limite de candidature: 

29 June 2018

Period

~ Sept-Dec 2017

~ Jan-March 2018

~ April-June 2018


Project

Recent data point to a key role of astrocytes in controlling synapse formation, maturation, activity and elimination. The visual cortex is a hallmark brain region of experience-dependent developmental shaping of synaptic circuits during the critical period of enhanced plasticity that follows eyes opening. Physical removal and/or shaping of synapses implies morphological alterations, which may well be influenced by astroglial perisynaptic processes. Strikingly, we have recently shown that the gap junction protein connexin 30 (Cx30), besides forming channels, regulates synaptic transmission via an unconventional non-channel function, by preventing astrocytes to penetrate synaptic clefts. 

This rotation project will determine whether astroglial Cx30, of which developmental expression coincides with the closing of the critical period, is involved in experience dependent modeling of cortical networks during development.

Contact

Collège de France - CIRB - 11, place Marcelin Berthelot 75005 Paris - +33 1 44 27 14 49 - Nathalie.rouach@college-de-france.fr

Superviseur: 

ROUACH Nathalie