The Effects of Neuroligin-2 Absence on Sleep Architecture and EEG Activity in Mice

Abstract

Les troubles du sommeil sont comorbides avec la plupart des troubles psychiatriques, mais le lien entre ceux-ci n'est pas bien compris. Neuroligin-2 (NLGN2) est une molécule d'adhésion cellulaire qui joue un rôle dans la formation de synapses et la neurotransmission. En outre, NLGN2 a été associé à la schizophrénie, mais son implication dans le sommeil reste inexplorée. Dans le présent mémoire, l'effet de Nlgn2 knockout (KO) sur l'architecture du sommeil et l'activité EEG chez la souris a été étudié. Deux électrodes d'électroencéphalographie (EEG) ont été implantées au-dessus de l'hémisphère droit chez des souris pour enregistrer l’activité EEG pour quatre jours consécutifs. Les états de vigilance (éveil, sommeil paradoxal [REM], sommeil à ondes lentes [NREM]) ont été identifiés sur des époques de 4 s et la durée de l'état de vigilance a été calculée. L'analyse spectrale a été effectuée sur des époques sans artefact en utilisant la transformée rapide de Fourier. Les souris Nlgn2 KO ont montré plus d'éveil et moins de sommeil NREM et REM par rapport aux souris normales (WT). Les changements dans les durées d’éveil et de sommeil proviennent des altérations au le cours de la période de 12h obscurité, car les souris KO ont présenté une durée normale de sommeil/éveil pendant la période de lumière de 12h. L’activité spectrale a montré un effet de génotype significatif pour les fréquences rapides (25 à 50 Hz) pendant tous les états de vigilance, avec les souris KO ayant moins d’activité que les WT. Les souris KO ont aussi montré une activité spectrale accrue à 2-5 Hz pendant le sommeil NREM. Ces données suggèrent que NLGN2 participe à la régulation de la durée du sommeil ainsi qu'à l'activité de l'EEG pendant l'éveil et le sommeil.

Sleep disorders are comorbid with most psychiatric disorders, but the link between these is not well understood. Neuroligin-2 (NLGN2) is a cell adhesion molecule that plays roles in synapse formation and neurotransmission. Moreover, NLGN2 has been associated with schizophrenia, but its implication in sleep remains unexplored. In the present thesis, the effect of Nlgn2 knockout (KO) on sleep architecture and EEG activity in mice has been investigated. Two electroencephalography (EEG) electrodes were implanted above the right hemisphere in Nlgn2 KO mice and littermates to record EEG for four consecutive days. Vigilance states (wakefulness, rapid eye movement sleep [REM sleep], non-REM sleep [NREM sleep]) were identified on 4 sec epochs and vigilance state duration was calculated. Spectral analysis was performed on epochs without artifact using a Fast Fourier Transform. Nlgn2 KO mice showed more wakefulness and less NREM and REM sleep compared to wild-type (WT) mice. The changes in wakefulness and sleep durations originated from alterations during the 12h dark period because KO mice exhibited normal sleep/wakefulness duration during the 12h light period. The relative power spectra showed a significant genotype effect for fast frequencies (25-50Hz) during all vigilance states, with KO mice having less activity than littermates. The KO mice exhibited increased spectral activity at 2-5 Hz during NREM sleep. Moreover, abnormal burst of EEG activity was identified in the KO mice during wakefulness and REM sleep. These data suggest that NLGN2 participates in the regulation of sleep duration as well as EEG activity during wakefulness and sleep.