Cellular and Behavioral Effects of Cranial Irradiation of the Subventricular Zone in Adult Mice

Abstract

BackgroundIn mammals, new neurons are added to the olfactory bulb (OB) throughout life. Most of these new neurons, granule and periglomerular cells originate from the subventricular zone (SVZ) lining the lateral ventricles and migrate via the rostral migratory stream toward the OB. Thousands of new neurons appear each day, but the function of this ongoing neurogenesis remains unclear.Methodology/Principal FindingsIn this study, we irradiated adult mice to impair constitutive OB neurogenesis, and explored the functional impacts of this irradiation on the sense of smell. We found that focal irradiation of the SVZ greatly decreased the rate of production of new OB neurons, leaving other brain areas intact. This effect persisted for up to seven months after exposure to 15 Gray. Despite this robust impairment, the thresholds for detecting pure odorant molecules and short-term olfactory memory were not affected by irradiation. Similarly, the ability to distinguish between odorant molecules and the odorant-guided social behavior of irradiated mice were not affected by the decrease in the number of new neurons. Only long-term olfactory memory was found to be sensitive to SVZ irradiation.Conclusion/SignificanceThese findings suggest that the continuous production of adult-generated neurons is involved in consolidating or restituting long-lasting olfactory traces.

Une altération de la neurogenèse conduit à des troubles de l’olfaction dans la sclérose en plaques

“…Ces cellules donnent naissance, tout au long de la vie, à des neurones aux fonctions particulières : les neurones issus des cellules souches du gyrus denté s'intègrent dans les circuits propres à cette structure [1] et participent, directement ou indirectement, à la ségrégation spatiale des réseaux neuronaux [2]. Les cellules souches de la ZSV assurent le renouvellement des interneurones et neurones périglomérulaires du bulbe olfactif dont la fonction principale est d'assurer la mémoire olfactive à long terme [3,4]. La ZSV est composée de plusieurs types cellulaires définis selon des critères immunohistologiques et ultrastructuraux.…”

“…Deux tests distincts de discrimination d'odeurs n'ont pas permis d'établir l'altération de ces paramètres chez les souris EAEc, même au cours de la phase chronique de la maladie. Quant à la mémoire olfactive, à court terme elle n'est pas affectée, mais à long terme elle est clairement affectée, corroborant d'autres observations indiquant que la mémoire olfactive à long terme est la fonction principale de la neurogenèse adulte [3,4]. Pour examiner la validité expérimen-tale de nos résultats dans la pathologie humaine, nous avons recherché une altération de la neurogenèse dans la ZSV de patients atteints de SEP (Figure 2).…”

“…Les facteurs génétiques mis à part, les deux causes principales d'obésité sont une surconsommation d'aliments riches en calories et un mode de vie séden-taire [1,2]. Caractérisée plus récem-ment, la désorganisation temporelle est un facteur aggravant qui favorise les désordres métaboliques [3]. D'où la nécessité de prendre en considé-ration la rythmicité journalière de la prise alimentaire et du métabolisme énergétique.…”

What happens to olfaction without adult neurogenesis?

“…Different methods for blocking adult neurogenesis may have different effects on the proportion of new neurons in the OB or DG (see Table 1). Focused irradiation tends to be more specifi c than pharmacological methods (Clelland et al, 2009;Lazarini et al, 2009;Valley et al, 2009). Various genetic approaches have also been used to decrease the size of newly generated neuron population in a transient manner (Imayoshi et al, 2008;Deng et al, 2009).…”

“…Four other independent research groups have also recently studied the effect of blocking adult neurogenesis on olfactory behavior (Imayoshi et al, 2008;Lazarini et al, 2009;Moreno et al, 2009;Valley et al, 2009). However, no clear consensus emerges from their results.…”