Le rôle potentiel de la mélatonine dans les troubles cognitifs induits par la privation de sommeil: implication de FMRP sur la fonction cognitive

Traduction: G.M.

 

Neuroscience. 2015 Jun 2. pii: S0306-4522(15)00530-8. doi: 10.1016/j.neuroscience.2015.05.079.

The potential role of melatonin on sleep deprivation-induced cognitive impairments: implication of FMRP on cognitive function

Kwon KJ¹, Lee EJ², Kim MK², Jeon SJ³, Choi YY⁴, Shin CY², Han SH⁵.

Author information

• ¹Departments of Neuroscience, Center for Neuroscience Research, Institute of Biomedical Science and Technology, Konkuk University School of Medicine, 120 Neundong-ro Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Korea; Department of Neurology, Konkuk University Medical Center, 120 Neungdong-ro, Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Korea.
• ²Departments of Neuroscience, Center for Neuroscience Research, Institute of Biomedical Science and Technology, Konkuk University School of Medicine, 120 Neundong-ro Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Korea.
• ³Departments of Oriental pharmaceutical science, College of Pharmacy, Kyung Hee University, 1 Hoegi-dong, Dongdaemun-gu, Seoul 130-701, Korea.
• ⁴Department of Biomedical Sciences, The University of Auckland, Private Bag 92019, Auckland, New Zealand.
• ⁵Departments of Neuroscience, Center for Neuroscience Research, Institute of Biomedical Science and Technology, Konkuk University School of Medicine, 120 Neundong-ro Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Korea; Department of Neurology, Konkuk University Medical Center, 120 Neungdong-ro, Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Korea. Electronic address: alzdoc@naver.com

Abstract

Prolonged sleep deprivation is stressful, and could lead to health the consequences such as impairments in vital biological functions of immunity and cognition. Melatonin has significant neuroprotective properties in a number of experimental models. In this study, we investigated the possible role of melatonin can in reversing cognitive dysfunction induced by sleep deprivation in rats. Indeed, our experiments revealed that sleep deprived animals exhibited spatial memory impairment in the Morris water maze tasks compared with the control groups (P < 0.05). Furthermore, there was increased glial activation most prominent in the hippocampal region of the sleep deprivation (SD) group compared with the normal control (NC) group. Additionally, markers of oxidative stress such as 4-hydroxynonenal (4-HNE) and 8-oxo-dG were significantly increased while fragile X-mental retardation protein (FMRP) expression decreased in the SD group. Interestingly, melatonin treatment normalized these events to control levels following sleep deprivation. Our data suggest that sleep deprivation induces oxidative stress through glial activation and decreases FMRP expression in the neurons. Accordingly, we observed the efficacy of melatonin for the treatment of sleep-related neuronal dysfunction, which occurs in disorders such as Alzheimer's disease and autism.

Résumé

La privation prolongée de sommeil est stressante, et pourrait conduire a des conséquences sur la santé telles que les déficiences des fonctions biologiques vitales immunitaires et cognitives. La mélatonine a des propriétés neuroprotectrices importantes dans un certain nombre de modèles expérimentaux. Dans cette étude, nous avons étudié le rôle possible de la mélatonine dans l'inversion de la dysfonction cognitive induite par la privation de sommeil chez les rats. En effet, nos expériences ont montré que les animaux privés de sommeil présentent des troubles de la mémoire spatiale dans les tâches de labyrinthe d'eau de Morris par rapport aux groupes témoins (p <0,05). En outre, il y a eu une augmentation de l'activation gliale plus importante dans la région de l'hippocampe du groupe privation de sommeil (SD) par rapport au groupe de contrôle (NC). De plus, les marqueurs de stress oxydatif comme le 4-hydroxynonénal (4-HNE) et 8-oxo-dG ont augmenté significativement alors que l'expression de la protéine de retard mentale de l'Xfragile (FMRP) a diminué dans le groupe SD. Fait intéressant, le traitement de la mélatonine normalise ces événements pour contrôler les niveaux suivant la privation de sommeil.

Nos données suggèrent que la privation de sommeil induit un stress oxydatif grâce à l'activation gliale et diminue l'expression de la protéine FMRP dans les neurones. En conséquence, nous avons observé l'efficacité de la mélatonine pour le traitement de la dysfonction neuronale liée au sommeil, qui se produit dans les troubles tels que la maladie d'Alzheimer et l'autisme.

Copyright © 2015. Published by Elsevier Ltd.

PMID: 26047724