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Journal of Neuroscience 25, 50 (2005) 11521-30
Mecp2 deficiency disrupts norepinephrine and respiratory systems in mice.
Jean-Charles Viemari 1, Jean-Christophe Roux 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, Andrew K Tryba, Véronique Saywell 16, 20, Henri Burnet 1, Fernando Peña, Sébastien Zanella, Michelle Bévengut 1, 21, Magali Barthelemy-Requin, Laura B K Herzing, Anne Moncla, Josette Mancini, Jan-Marino Ramirez 22, 23, 24, Laurent Villard 16, Gérard Hilaire 1, 21
(14/12/2005)

Rett syndrome is a severe X-linked neurological disorder in which most patients have mutations in the methyl-CpG binding protein 2 (MECP2) gene and suffer from bioaminergic deficiencies and life-threatening breathing disturbances. We used in vivo plethysmography, in vitro electrophysiology, neuropharmacology, immunohistochemistry, and biochemistry to characterize the consequences of the MECP2 mutation on breathing in wild-type (wt) and Mecp2-deficient (Mecp2-/y) mice. At birth, Mecp2-/y mice showed normal breathing and a normal number of medullary neurons that express tyrosine hydroxylase (TH neurons). At approximately 1 month of age, most Mecp2-/y mice showed respiratory cycles of variable duration; meanwhile, their medulla contained a significantly reduced number of TH neurons and norepinephrine (NE) content, even in Mecp2-/y mice that showed a normal breathing pattern. Between 1 and 2 months of age, all unanesthetized Mecp2-/y mice showed breathing disturbances that worsened until fatal respiratory arrest at approximately 2 months of age. During their last week of life, Mecp2-/y mice had a slow and erratic breathing pattern with a highly variable cycle period and frequent apneas. In addition, their medulla had a drastically reduced number of TH neurons, NE content, and serotonin (5-HT) content. In vitro experiments using transverse brainstem slices of mice between 2 and 3 weeks of age revealed that the rhythm produced by the isolated respiratory network was irregular in Mecp2-/y mice but could be stabilized with exogenous NE. We hypothesize that breathing disturbances in Mecp2-/y mice, and probably Rett patients, originate in part from a deficiency in noradrenergic and serotonergic modulation of the medullary respiratory network.
1 :  Groupe d'étude des réseaux moteurs - GERM (GERMG)
CNRS : FRE2722 – Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II
2 :  Laboratoire des matériaux et structures du génie civil (LMSGC)
CNRS : UMR113 – Institut Navier – LCPC – École des Ponts ParisTech (ENPC)
3 :  Institut des Sciences de la Terre d'Orléans (ISTO)
CNRS : UMR6113 – INSU – Université d'Orléans
4 :  Biologie et Pathologie des Communications Cellulaires Dans les Glandes Endocrines
INSERM : U369 – Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL)
5 :  Physiologie intégrative, cellulaire et moléculaire (PICM)
CNRS : UMR5123 – Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL)
6 :  Physique des Minéraux et Magmas
CNRS – IPG PARIS
7 :  Génome, Population, Interactions
Université Montpellier II - Sciences et techniques – CNRS : UMR5000
8 :  Physiologie des Régulations Energétiques, Cellulaires et Moléculaires
CNRS : UMR5578 – Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL)
9 :  Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)
CNRS : UMR7154 – INSU – IPG PARIS – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI – Université Paris VII - Paris Diderot – Université de la Réunion
10 :  Laboratoire de Chimie du Solide
CNRS – Université de Bordeaux
11 :  Centre d'Enseignement et de Recherche sur l'Environnement et la Societé / Environmental Research and Teaching Institute (CERES-ERTI)
École normale supérieure [ENS] - Paris
12 :  Laboratoire Génie des procédés papetiers (LGP2)
CNRS : UMR5518 – Centre Technique du Papier – Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG) – École Française de Papeterie et des Industries Graphiques
13 :  Departments of Woman & Child Health
Karolinska Institutet
14 :  Laboratoire de Mécanique Physique (LMP)
CNRS : UMR5469 – Université Sciences et Technologies - Bordeaux I
15 :  Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels (LEGI)
CNRS : UMR5519 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP)
16 :  Génétique médicale et développement
INSERM : U491 – Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II
17 :  Service Commun Animalerie hospitalo-universitaire (SCAHU)
Université d'Angers
18 :  Commissariat à l'Energie Atomique (CEA)
CEA
19 :  Ostéoporose et Qualité Osseuse
INSERM : U831 – Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL) – IFR62
20 :  Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM)
CNRS : UMR6612 – Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II
21 :  Centre de recherche en neurobiologie - neurophysiologie de Marseille (CRN2M)
CNRS : UMR6231 – Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II – Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III
22 :  university of Granada
Universidad de Granada
23 :  Servicio de Reumatologia y Unidad de investigacion
Hospital de 12 Octubre
24 :  controle de la progression des cancers hormonaux-dependants
INSERM : U826 – Université Montpellier I
Sciences du Vivant/Biochimie, Biologie Moléculaire/Biochimie