• XPet1
• nuclei del raphe
• serotonina
• neuroni serotoninergici
• specificazione neurale

Nel rombencefalo dei vertebrati i neuroni serotoninergici sono organizzati in nuclei (nuclei del raphe) che fanno parte del sistema reticolare. I nuclei del raphe forniscono una estesa innervazione a numerose regioni del cervello ed al midollo spinale. Alterazioni nel corretto funzionamento del sistema serotoninergico sembrano essere correlate all’insorgenza di alcune patologie neuropsichiatriche tra cui i disturbi alimentari, l’aggressività e la depressione.
Ad oggi i precisi meccanismi genetici che, durante lo sviluppo embrionale, controllano la specificazione ed il differenziamento dei neuroni serotoninergici non sono ancora del tutto chiariti.
Durante lo sviluppo del sistema nervoso centrale i neuroni che producono serotonina (5-HT) si formano nella porzione ventrale del midollo allungato. E' stato dimostrato che molecole diffusibili come Shh, FGF8 e FGF4 sono in grado di attivare alcuni fattori di trascrizione come Mash1, Nkx2.2, Nkx6.1, GATA2, e GATA3 i quali, a loro volta, promuovono la specificazione dei precursori serotoninergici. Recentemente nel topo è stato identificato il gene Pet1: un fattore di trascrizione con dominio ETS che inizia ad essere espresso nei precursori serotoninergici circa un giorno prima che la sintesi della serotonina abbia inizio. Mediante esperimenti di “knockout” genico nel topo è stato dimostrato che Pet1 è necessario per il differenziamento terminale e, presumibilmente, per il mantenimento del fenotipo serotoninergico e per la sintesi di serotonina nel SNC.
Allo scopo di fornire un contributo alla comprensione dei meccanismi molecolari coinvolti nello sviluppo dei neuroni serotoninergici, il mio lavoro di tesi si è concentrato nello studio del ruolo funzionale del fattore di trascrizione Pet1 nel modello sperimentale Xenopus laevis. Inizialmente, ho effettuato uno “screening” di una genoteca di cDNA che mi ha permesso di isolare l’omologo del gene Pet1 di topo in Xenopus laevis. Successivamente ho studiato il "pattern" dell’espressione genica di XPet1 durante lo sviluppo embrionale e nel cervello adulto mediante ibridazioni in situ "whole mount" e su sezione. Effettuando esperimenti di ibridazione in situ e di immunoistochimica ho confrontato l’espressione genica di XPet1 con la presenza di serotonina nel sistema nervoso centrale sia durante lo sviluppo embrionale sia nell’adulto. I risultati ottenuti indicano che in Xenopus XPet1 è espresso unicamente nei neuroni serotoninergici che orginano a livello rombencefalico nei nuclei del raphe. Per stabilire con esattezza l‘andamento spazio-temporale della comparsa dei neuroni che esprimono XPet1 durante lo sviluppo del sistema serotoninergico di Xenopus ho effettuato esperimenti di doppia marcatura con sonde per geni espressi al confine meso-rombencefalico, come XEn1, e specifici dei rombomeri (r) 3 e 5 come XKrox20. L’espressione di XPet1 può essere rilevata a partire da stadio 24 (tailbud) nella regione ventrale del tubo neurale che sta al confine tra mesencefalo e rombencefalo. A stadi successivi di sviluppo l’espressione di XPet1 si estende posteriormente fino al confine tra il rombencefalo ed il midollo spinale.
Grazie alla possibilità di effettuare micro-iniezioni in embrioni di Xenopus questo modello sperimentale permette di studiare il ruolo funzionale di specifici geni. Allo scopo di studiare la funzione di XPet1 durante lo sviluppo embrionale di Xenopus, ho iniziato ad effettuare esperimenti di sovraespressione mediante la microiniezione del cDNA di XPet-1. Dalle analisi degli embrioni inettati è stato possibile concludere che il gene XPet-1 è indispensabile per la produzione dei neuroni serotoninergici, ma non è in grado da solo di produrre neuroni 5HT ectopici