Estudo do desenvolvimento pós-natal das correntes de potássio mediadas pelos canais Kv3 nos neurônios fusiformes do núcleo coclear dorsal de camundongos
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-09012026-172041/ |
Resumo: | O núcleo coclear dorsal (DCN) é a estrutura que integra sinais excitatórios oriundos de estímulos auditivos, somatossensoriais e vestibulares, sendo capaz de localizar a origem sonora, principalmente no plano vertical. O DCN possuí uma estrutura, semelhante ao cerebelo, composta por 3 camadas, a camada molecular, a fusiforme e a profunda. É na camada fusiforme que se localizam os neurônios fusiformes (NF) os quais apresentam as únicas projeções de saída do DCN, seguindo para o colículo inferior. Os neurônios fusiformes apresentam um aumento monotônico de disparos de potenciais de ação (PA) em resposta a um aumento progressivo de injeção de corrente. Além disso, esses neurônios passam por modificações na forma de seus potenciais de ação a partir do início da audição. Foi levantada então a hipótese de que canais de potássio da família Kv3, principalmente Kv3.1, sejam responsáveis por alterações nessas características, visto que são canais de cinética rápida relacionados a altas taxas de disparos de PA e que no cálice de Held tem sua expressão aumentada após o início da audição levando ao aumento da velocidade dos PA. Para testar essa hipótese, camundongos Swiss em período pré-audição (P7-P13) e em período pós audição (P18-P25) foram utilizados. Foi realizada a técnica de Whole-cell Patch-clamp registrando protocolos de current-clamp (V-I) e voltage-clamp (I-V) para análise dos PA e correntes de potássio, respectivamente, e alterações causadas pelo bloqueio de canais Kv3, pela aplicação de tetraetilamonio (TEA) 5mM, nesses parâmetros. Além disso experimentos de imunofluorescência utilizando anticorpos anti-Kv3.1b e anti Kv3.1b fosforilado, também foram realizados. A análise das correntes de potássio inibidas por TEA não demonstraram variações significativas entre os dois grupos. Da mesma forma, o bloqueio dos Kv3 impactou de maneira similar as características dos PA de animais dos dois grupos. No entanto, o bloqueio teve um efeito mais evidente sobre a frequência de disparo de PA, resultando no surgimento de disparos em salvas, com aparente maior proporção em animais pós-audição, os experimentos de imunofluorescência demonstraram um aumento na expressão de Kv3.1b nos animais pós-audição. Considerando esse resultado, juntamente com os efeitos observados sobre a frequência de disparo e as propriedades biofísicas dos canais Kv3.1b, esse canal se mostra um forte candidato a desempenhar papel fundamental na adaptação dos NF para suportar disparos em alta frequência a partir do início da audição. |
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Estudo do desenvolvimento pós-natal das correntes de potássio mediadas pelos canais Kv3 nos neurônios fusiformes do núcleo coclear dorsal de camundongosPost-natal development of Kv3 potassium currents mediated in the fusiform cells in the dorsal cochlear nucleus from miceCanais de potássio voltagem dependentesDorsal cochlear nucleusElectrophysiologyEletrofisiologiaNeurofisiologiaNeurophysiologyNúcleo coclear dorsalVoltage gated potassium channelsWhole-cell patch-clampWhole-cell patch-clampO núcleo coclear dorsal (DCN) é a estrutura que integra sinais excitatórios oriundos de estímulos auditivos, somatossensoriais e vestibulares, sendo capaz de localizar a origem sonora, principalmente no plano vertical. O DCN possuí uma estrutura, semelhante ao cerebelo, composta por 3 camadas, a camada molecular, a fusiforme e a profunda. É na camada fusiforme que se localizam os neurônios fusiformes (NF) os quais apresentam as únicas projeções de saída do DCN, seguindo para o colículo inferior. Os neurônios fusiformes apresentam um aumento monotônico de disparos de potenciais de ação (PA) em resposta a um aumento progressivo de injeção de corrente. Além disso, esses neurônios passam por modificações na forma de seus potenciais de ação a partir do início da audição. Foi levantada então a hipótese de que canais de potássio da família Kv3, principalmente Kv3.1, sejam responsáveis por alterações nessas características, visto que são canais de cinética rápida relacionados a altas taxas de disparos de PA e que no cálice de Held tem sua expressão aumentada após o início da audição levando ao aumento da velocidade dos PA. Para testar essa hipótese, camundongos Swiss em período pré-audição (P7-P13) e em período pós audição (P18-P25) foram utilizados. Foi realizada a técnica de Whole-cell Patch-clamp registrando protocolos de current-clamp (V-I) e voltage-clamp (I-V) para análise dos PA e correntes de potássio, respectivamente, e alterações causadas pelo bloqueio de canais Kv3, pela aplicação de tetraetilamonio (TEA) 5mM, nesses parâmetros. Além disso experimentos de imunofluorescência utilizando anticorpos anti-Kv3.1b e anti Kv3.1b fosforilado, também foram realizados. A análise das correntes de potássio inibidas por TEA não demonstraram variações significativas entre os dois grupos. Da mesma forma, o bloqueio dos Kv3 impactou de maneira similar as características dos PA de animais dos dois grupos. No entanto, o bloqueio teve um efeito mais evidente sobre a frequência de disparo de PA, resultando no surgimento de disparos em salvas, com aparente maior proporção em animais pós-audição, os experimentos de imunofluorescência demonstraram um aumento na expressão de Kv3.1b nos animais pós-audição. Considerando esse resultado, juntamente com os efeitos observados sobre a frequência de disparo e as propriedades biofísicas dos canais Kv3.1b, esse canal se mostra um forte candidato a desempenhar papel fundamental na adaptação dos NF para suportar disparos em alta frequência a partir do início da audição.The dorsal cochlear nucleus (DCN) is the structure responsible for integrating excitatory signals from auditory, somatosensory, and vestibular stimuli, enabling the localization of sound sources, particularly in the vertical plane. The DCN has a cerebellum-like architecture composed of three layers: the molecular, fusiform, and deep layers. The fusiform layer contains fusiform neurons (FN), which give rise to the only output projections of the nucleus, targeting the inferior colliculus. Fusiform neurons exhibit a monotonic increase in action potential (AP) firing in response to progressively stronger current injection. Additionally, these neurons undergo changes in their AP waveform following the onset of hearing. Based on these observations, it has been hypothesized that potassium channels of the Kv3 family, especially Kv3.1, may be responsible for such changes, as these fast-kinetic channels are associated with high-frequency firing and its expression increases in the calyx of Held after the onset of hearing, contributing to faster AP kinetics. To test this hypothesis, Swiss mice in pre-hearing (P7-P13) and post-hearing (P18-P25) developmental stages were used. Whole-cell patch-clamp recordings were performed using current-clamp (V-I) and voltage-clamp (I-V) protocols to analyze action potentials and potassium currents, respectively, as well as the effects of Kv3 channel blockade via 5 mM tetraethylammonium (TEA) application. In addition, immunofluorescence experiments were conducted using anti-Kv3.1b and anti-phospho-Kv3.1b antibodies. Analysis of TEA-sensitive potassium currents revealed no significant differences between the two groups. Similarly, Kv3 channel blockade affected the AP properties in both groups in a comparable manner. However, the impact of Kv3 inhibition on AP firing frequency was more pronounced, leading to the emergence of burst firing, apparently morein post hearing animals. Immunofluorescence experiments demonstrated increased expression of Kv3.1b in post-hearing animals. Taken together, these findings suggest that Kv3.1b is a strong candidate for contributing to the enhanced ability of fusiform neurons to sustain high-frequency firing following the onset of hearing, due to both its increased expression and its biophysical properties.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLeão, Ricardo Mauricio XavierOliveira, Mario Henrique Lopes Duarte de2025-09-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-09012026-172041/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-20T13:27:02Zoai:teses.usp.br:tde-09012026-172041Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-20T13:27:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O núcleo coclear dorsal (DCN) é a estrutura que integra sinais excitatórios oriundos de estímulos auditivos, somatossensoriais e vestibulares, sendo capaz de localizar a origem sonora, principalmente no plano vertical. O DCN possuí uma estrutura, semelhante ao cerebelo, composta por 3 camadas, a camada molecular, a fusiforme e a profunda. É na camada fusiforme que se localizam os neurônios fusiformes (NF) os quais apresentam as únicas projeções de saída do DCN, seguindo para o colículo inferior. Os neurônios fusiformes apresentam um aumento monotônico de disparos de potenciais de ação (PA) em resposta a um aumento progressivo de injeção de corrente. Além disso, esses neurônios passam por modificações na forma de seus potenciais de ação a partir do início da audição. Foi levantada então a hipótese de que canais de potássio da família Kv3, principalmente Kv3.1, sejam responsáveis por alterações nessas características, visto que são canais de cinética rápida relacionados a altas taxas de disparos de PA e que no cálice de Held tem sua expressão aumentada após o início da audição levando ao aumento da velocidade dos PA. Para testar essa hipótese, camundongos Swiss em período pré-audição (P7-P13) e em período pós audição (P18-P25) foram utilizados. Foi realizada a técnica de Whole-cell Patch-clamp registrando protocolos de current-clamp (V-I) e voltage-clamp (I-V) para análise dos PA e correntes de potássio, respectivamente, e alterações causadas pelo bloqueio de canais Kv3, pela aplicação de tetraetilamonio (TEA) 5mM, nesses parâmetros. Além disso experimentos de imunofluorescência utilizando anticorpos anti-Kv3.1b e anti Kv3.1b fosforilado, também foram realizados. A análise das correntes de potássio inibidas por TEA não demonstraram variações significativas entre os dois grupos. Da mesma forma, o bloqueio dos Kv3 impactou de maneira similar as características dos PA de animais dos dois grupos. No entanto, o bloqueio teve um efeito mais evidente sobre a frequência de disparo de PA, resultando no surgimento de disparos em salvas, com aparente maior proporção em animais pós-audição, os experimentos de imunofluorescência demonstraram um aumento na expressão de Kv3.1b nos animais pós-audição. Considerando esse resultado, juntamente com os efeitos observados sobre a frequência de disparo e as propriedades biofísicas dos canais Kv3.1b, esse canal se mostra um forte candidato a desempenhar papel fundamental na adaptação dos NF para suportar disparos em alta frequência a partir do início da audição. |
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