Guidage axonal Fanny Mann fanny.mann@ibdml.univmed.fr IBDML.

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1 Guidage axonal Fanny Mann IBDML

2 Introduction 1) Comment différentes régions du cerveau se connectent les unes aux autres au cours du développement embryonnaire? 2) Quelles pathologies sont dues à des anomalies de câblage du cerveau? cortex thalamus 1 trait représente 106 axones rétine

3 Naviguer vers sa destination finale
Axon morphology in the abdominal hemi-segment of Drosophila

4 l’extrémité mobile et sensorielle de l’axone
Le cône de croissance: l’extrémité mobile et sensorielle de l’axone Cajal (1893): observe dans des tissus fixés la structure terminale des axones et la nomme « cône de croissance », propose l’idée d’une croissance dirigée des axones en développement Santiago Ramòn y Cajal Harrisson (1910) invente la technique de culture cellulaire et confirme les propriétés mobiles des cônes de croissance Speidel (1941) confirme les observations de Harrisson chez un têtard vivant

5 Le cône de croissance axonal
soma axone cône de croissance filopodes domaine P actine F microtubules dynamiques zone T domaine C lamellipodes microtubules stables

6 Un air de famille… Cellule en migration (fibroblaste)
Cône de croissance axonal Cellule endothéliale (Tip cell)

7 Mobilité du cône de croissance
Actin polymerisation exerts forces on the membrane, leading to growth cone protusion. The stabilisation of Microtubules along actin bundles facilitates the subsequent transport of material from the central zone of the Growth cone into the periphery, learding to engorgement of the protruding region. Finally, a nascent axon Segment becomes consolidated through the retraction of actin at the neck of the growth cone and the Crosslinking of microtubules into stable bundle.

8 Développement des projections axonales:
un processus dirigé? Weiss (1941): La spécificité des connexions neuronales émerge après rétention et élimination sélective de connexions initialement formées de façon erratique. Sperry (1956): Etude de la régénération des connexions visuelles chez l’amphibien après section du nerf optique et rotation de la rétine. 180°

9 Développement des projections axonales:
un processus dirigé? Weiss (1941): La spécificité des connexions neuronales émerge après rétention et élimination sélective de connexions initialement formées de façon erratique. Sperry (1956): Etude de la régénération des connexions visuelles chez l’amphibien après section du nerf optique et rotation de la rétine. 180° les connexions se rétablissent en fonction de la position d’origine des neurones dans la rétine

10 Développement des projections axonales:
un processus dirigé? Sperry (1963): hypothèse de chimioaffinité Chaque position dans la cible a une “adresse moléculaire” unique, probablement codée par des gradients orthogonaux (A/P, D/V) de molécules signalisatrices D A P A P A D V V Chaque axone rétinien porte un jeu de récepteurs unique permettant de reconnaître l’identité moléculaire de sa cible

11 A la recherche des molécules signalisatrices:
le « stripe assay » P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A rétine tectum N Rétine A P P A Stripe assay

12 Répulsion de contact: éphrines-A et récepteurs EphA
rétine tectum N Rétine A P P A A P EphA3 éphrine-A2, A5 Stripe assay Les axones de la rétine postérieure sont repoussés par un gradient A-P d’éphrines

13 La famille des éphrines et des récepteurs Eph
RECEPTEURS LIGANDS Rétine T P TK

14 bloquer éphrine-B2 dorsalement
Attraction de contact: éphrines-B et récepteurs EphB EphB1 tectum EphB1 V éphrine-B2 D bloquer éphrine-B2 dorsalement Dominant négatif D V sur-exprimer éphrine-B2 ventralement D D D ephrin-B2 EphB1 ? ephrine-B2 V V V Les axones de la rétine dorsale sont attirés ventralement par un gradient d’EphB1

15 Signalisation bidirectionnelle des éphrines et Eph
Signalisation classique Eph récepteur éphrine Signalisation inverse

16 Conclusion 1: La croissance axonale est un processus dirigé par des signaux moléculaires permettant d’ établir le patron initial des connexions neuronales L’activité électrique intervient par la suite pour générer des projections matures fonctionnellement adaptées Projections initiales du cortex cérébral cortex visuel cortex moteur

17 code-t-il une quantité d’informations aussi importante?
Question: Comment le génome code-t-il une quantité d’informations aussi importante? le cerveau humain est doté 100 milliards de neurones à la naissance (Homme: gènes) chaque neurone peut établir connexions avec d’autres neurones

18 Segmentation des trajectoires axonales
Growing axons use intermediate targets which they approach by relatively simple linear growth. This breaks the entire path into short, molecularly distinct segments.

19 Les signaux de guidage axonal:
4 modes d’action Action à distance Chimio-répulsion Chimio-attraction Agissant: - positivement - négativement - à distance - par contact Répulsion de contact Attraction de contact Action locale

20 Les signaux de guidage axonal:
4 familles principales NETRINE SLIT EPHRINE SEMAPHORINE DCC UNC-5 ROBO RECEPTEURS EPH NEUROPILINE PLEXINE

21 Guidage des axones commissuraux:
effet chimioattractif de nétrine-1 in vitro Moelle épinière Interneurones Commissuraux (DCC+) Plaque du plancher Les axones commissuraux sont attirés ventralement par un gradient de nétrine-1 Cellules COS7 exprimant Nétrine-1 Tube neural dorsal Tube neural dorsal Tube neural dorsal Plaque du plancher Plaque du plancher

22 Guidage des axones commissuraux: effet de nétrine-1 in vivo
Plaque du plancher Chez les souris déficientes pour Nétrine-1, une petite proportion d’axones commissuraux parviennent à atteindre et traverser la ligne médiane ventrale Hypothèse: la plaque du plancher est la source d’au moins un signal chimio-attractant supplémentaire

23 Guidage des axones commissuraux:
mise en évidence d’un signal dérivé de la plaque du plancher Netrin-1 +/+ Gli2 -/- délétion génétique de la plaque du plancher Nétrine-1 Netrin-1 -/-, Gli2 -/- Nétrine-1 Plaque du plancher Le chimio-attractant doit être: exprimé par la plaque du plancher capable de diffuser pour former un gradient agissant à distance

24 Guidage des axones commissuraux:
un morphogène comme signal de guidage? Sonic hedgehog (Shh): Produit par la plaque du plancher Distribué en gradient dans le tube neural Agit comme morphogène pour spécifier différents types d’inter- neurones ventraux et les neurones moteurs

25 Guidage des axones commissuraux:
un morphogène comme signal de guidage? contrôle + cyclopamine Cellules COS7 / Plaque du plancher Moelle épinière Dorsal Ventral Shh exerce une activité chimioattractive sur les axones commissuraux La cyclopamine, un inhibiteur du récepteur de Shh, empêche des axones commissuraux de tourner vers une source de Shh (recombinante ou issue de la plaque du plancher)

26 Conclusion 2: Un unique gradient moléculaire fonctionne à la fois comme morphogène et chimio-attractant La carte de connectivité neuronale se développe en utilisant un nombre limité de signaux de guidage et en «recyclant » des molécules impliquées dans d’autres aspects du développement Morphogènes (Shh, BMP, Wnt) Neurotransmetteurs (GABA, endocannabinoïdes) Facteurs de croissance (FGF, Vegf) Molécules d’adhérence cellulaire (NrCAM, DSCAM) Facteur de transcription (Engrailed)

27 Des homeoprotéines comme signaux de guidage?
The mechanism of intercellular transfer of homeoproteins involves (i) secretion and (ii) internalization. Secretion is unconventional, in the sense that it occurs despite the absence of signal peptides. Mechanisms were elucidated using engrailed-2 (En), and it was found that deletion of 11 amino acids (Δ1 sequence) in the homeodomain blocks secretion. This sequence is part of the nuclear export sequence (NES) and, in fact, En secretion first requires passage through the nucleus. Prior to secretion, En is associated with membrane fractions enriched in cholesterol and glycosphingolipids (rafts or caveolae-like vesicles). This process is regulated through phosphorylation of En by casein kinase II. Internalization of homeoproteins requires a sequence (16 amino acids), termed penetratin, in the third helix of the homeodomain.

28 a–c, Live retinal growth cones following 5 min exposure to FITC-tagged proteins. Over 50% of growth cones showed internalized fluorescent puncta (green) following exposure to FITC–En-2 (a) or FITC–En SP (c), but not with FITC–EnSR (b). d, FITC–Otx2 is internalized. e, En-2 constructs used in the turning assays: En-2 is the full-length wild-type protein; EnSR has a mutation in the penetratin domain (amino acids WF replaced by SR); and En SP lacks the N-terminal part of the protein (where a putative eIF4E-binding site resides). HD, homeodomain. f, Mean turning angles of nasal growth cones in gradients of En-2, EnSR and En SP. Nasal axons turn towards En-2 but not EnSR or En SP. For Otx2 activity, see Supplementary Fig. 1d. For P values, see Fig. 1 legend, and comparisons are to En-2. Error bars indicate s.e.m a, b, Examples of temporal (red) and nasal (black) growth cones tested in turning assays with 10  g ml-1 En-2 in the pipette (300 pM at the growth cone). The pipette is positioned in the top right, and the En-2 gradient is represented in blue (a–c). c, Trajectory plots of temporal (red) and nasal (black) neurites in En-2 gradients. Each line represents a single growth cone trajectory; the origin represents the centre of the growth cone at 0 min, and positive (+ ) and negative (- ) turning angles are indicated. d, Cumulative distributions of turning angles of temporal (red) and nasal (black) growth cones in En-2 (bold) and control (light) gradients. e, Mean turning angles of growth cones in the experimental conditions shown in d, numbers on or beside the bars denote the number of growth cones tested. Significance was calculated using a Kolmogorov–Smirnov test, and indicated by asterisks (*P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001). Error bars indicate s.e.m

29 Activité bi-fonctionnelle des signaux de guidage
La plupart des signaux de guidage axonal ont une activité duale, attractive ou répulsive, en fonction du type neuronal sur lequel ils agissent

30 Activité bi-fonctionnelle des signaux de guidage:
rôle des récepteurs de surface +a° Nétrine-1 Turning assay Récepteurs de Nétrine-1: Attraction DCC (Deleted in Colorectal Cancer) récepteur de haute affinité Neogénine récepteur de faible affinité Répulsion UNC5 fonctionne en complexe avec DCC

31 Activité bi-fonctionnelle des signaux de guidage:
rôle des récepteurs de surface DCC Nétrine-1 UNC5 Répulsion DCC-UNC5 récepteur chimérique Attraction Répulsion DCC + UNC5 La composition du complexe récepteur spécifie la polarité de la réponse axonale à Nétrine-1

32 Les signaux de guidage sont des molécules bifonctionnelles
Conclusion 3: Les signaux de guidage sont des molécules bifonctionnelles La polarité de la réponse des cônes de croissance dépend de la composition du complexe récepteur présent à la surface du cône de croissance Les domaines cytoplasmiques des récepteurs déterminent l’activation d’une signalisation attractive ou répulsive

33 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
rôle des seconds messagers cAMP/cGMP répulsion neutralisation attraction 0h 1h Nétrine-1 attraction [APMc] répulsion [GPMc] [APMc] Neutralisation La réponse attractive des axones commissuraux à nétrine-1 peut être inversée en agissant sur les nucléotides cycliques Les deux réponses mettent en jeu le récepteur classique de nétrine-1: DCC

34 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
la lamine diminue [AMPc]i et inverse l’effet de nétrine-1 AMPc Nétrine-1 + laminine + peptide mimetique de la laminine Nétrine-1 Lamelle de verre laminine Attraction Répulsion Neurones rétiniens

35 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
la lamine module la signalisation de nétrine-1 in vivo Rétine Laminine Surface vitrée TNO TNO Nétrine-1 peptide mimétique de la laminine contrôle Tête du nerf optique (TNO)

36 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
la lamine diminue [AMPc]i et inverse l’effet de nétrine-1 Un changement dans la réponse à nétrine-1 contrôle le guidage des axones rétiniens vers le nerf optique Rétine L’expression combinée de nétrine-1 et de la laminine à l’entrée du nerf optique induit une diminution de [AMPc]i Ceci a pour effet de conduire les axones rétiniens hors de l’œil, vers une région riche en nétrine-1 et pauvre en laminine Laminine Surface vitrée Nétrine-1 Tête du nerf optique (TNO)

37 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
effet dual de nétrine-1 dans la trajectoire visuelle Rétine: Les axones croissent dans une région riche en Nétrine-1 Nétrine-1 est attractive Tractus optique: Les axones évitent les domaines d’expression de Nétrine-1 Nétrine-1 un signal répulsif? Netrin-1

38 La réponse des axones rétiniens change graduellement
au fur et à mesure de leur croissance Nétrine-1 attraction neutralisation neutralisation répulsion

39 Modulation de l’activité des signaux de guidage:
effet dual de nétrine-1 dans la trajectoire visuelle jeune axone « vieilli » in vitro Nétrine-1 répulsion Les cônes de croissance ayant « vieilli » en culture (sans avoir fait l’expérience du trajet visuel) sont repoussés par nétrine-1 « jeune » axone « vieil » axone attraction répulsion Des influences intrinsèques sont responsables de ce changement de réponse

40 Les taux intracellulaires d’AMPc diminuent au cours du développement
[AMPc] intracellulaire en fonction de l’âge:

41 La diminution de l’AMPc est accompagnée d’une
diminution du récepteur adénosine A2B A2b Récepteur Adénosine 2B: lie Nétrine-1 G cAMP récepteur couplé à une protéine G stimule la production d’AMPc « jeunes » axones « vieux » axones AMPc A2B

42 Le récepteur A2B et l’AMPc sont responsables
du changement lié à l’âge dans la réponse à Nétrine-1 Nétrine-1 Nétrine-1 « vieux » axones + agoniste du récepteur A2B répulsion attraction [APMc] Nétrine-1 Nétrine-1 « jeunes » axones + antagoniste du récepteur A2B attraction répulsion [APMc]

43 Conclusion 4: La polarité de la réponse axonale est régulée par l’état interne du cône de croissance (en particulier [AMPc]i et [GMPc]i) Laminine répulsion attraction neutralisation 1. 4. 2. 3. Nétrine-1 [AMPc]i est régulée: par des signaux extrinsèques présents sur la trajectoire axonale de façon intrinsèque au cours du développement (vieillissement) de l’axone

44 Quitter la cible intermédiaire: régulation synchronisée des réponses attractives et répulsives
control Slit-/- ou Robo-/-

45 Quitter la cible intermédiaire: régulation synchronisée des réponses attractives et répulsives
control Slit-/- ou Robo-/- Ligne médiane Slit Ligne médiane Robo Robo

46 Quitter la cible intermédiaire: régulation synchronisée des réponses attractives et répulsives chez la mouche

47 Quitter la cible intermédiaire: régulation synchronisée des réponses attractives et répulsives chez les vertébrés

48 Conclusion 5: La croissance dirigée de l’axone le long de sa trajectoire nécessite une régulation spatiale et temporelle de la réponse aux signaux de guidage

49 Développement des commissures et pathologies
commissures cérébrales: corps calleux commissure antérieure commissures du tronc cérébral projections croisées: tractus cortico-spinal commissures spinales

50 Les commissures cérébrales: pourquoi faire ?
Sylvian fis. Asymétrie structurale et fonctionnelle des hémisphères cérébraux Hémisphère gauche: contrôle la partie droite du corps, langage, raisonnement logique et mathématique… Hémisphère droit: contrôle la partie gauche du corps, reconnaissance visages, art, musique, imagination…

51 Agénésie commissurale: absence congénitale
d’une ou plusieurs commissures cérébrales Commissural agenesis L’ agénésie du corps calleux (AgCC) AgCC complète AgCC partielle CC normal Bandelettes de Probst Faisceau sigmoïde 1/4000 naissances Complète ou partielle Isolée ou associée Difficultés d’apprentissage Retard mental Epilepsie left right left right AgCC: une pathologie du guidage axonal?

52 Classification of congenital fibrosis syndromes
Table 2 Classification of congenital fibrosis syndromes CFEOM3: congenital fibrosis of the extraocular muscles type 3 Congenital fibrosis of the extraocular muscles (CFEOM) describes a group of rare congenital (present at birth) eye movement disorders that result from the dysfunction of all or part of the oculomotor nerve (cranial nerve III) and/or the muscles this cranial nerve innervates. Individuals affected with CFEOM are typically born with ophthalmoplegia (an inability to move the eyes in certain directions) and ptosis (droopy eyelids). Classification of congenital fibrosis syndromes Type Inheritance Gene/locus CFEOM1 Autosomal dominant KIF21A/12p11–q12 CFEOM2 Autosomal recessive PHOX2A/11q13 CFEOM3 Autosomal dominant ?/16q24.2–24.3

53 CFEOM3: congenital fibrosis of the extraocular muscles type 3
CFEOM3 Results from Heterozygous Mutations in TUBB3, a neuronal specific tubulin

54 Anomalies commissurales associées au syndrome TUBB3
(A–G) Midline sagittal MRI showing the spectrum of corpus callosum (CC) dysgenesis; corresponding amino acid substitutions are noted to the left. R62Q (A) and most R262C (B) participants have normal CC development, whereas D417N subjects have hypoplasia of the posterior body (C, arrow). Subjects with A302T have diffuse CC hypoplasia (D). (G) Both R380C siblings have CC agenesis and brainstem (arrow) and mild vermian hypoplasia (asterisk). (H–N) Axial MRI from the same patient scans showing the spectrum of anterior commissure (AC) dysgenesis and overall loss of white matter compared to the normal R62Q scan (H, arrow indicates AC). (I–L) Subjects have hypoplastic AC. Intellectual and behavioral impairments generally correlated with the severity of CC dysgenesis. Individuals with A302T, E410K, R262H, and R380C had more severe CC dysgenesis and mild to moderate intellectual, social, and behavioral impairments. By contrast, those with R62Q, R262C, or D417N substitutions had absent or mild CC dysgenesis and most were developmentally normal

55 Organisation corticale normale chez les souris TUBB3R26C/R26C
(A–D, n = 5) WT and TUBB3R262C/R262C (E–H, n = 5) E18.5 coronal sections immunostained with markers specific for cortical layers show that the cortex has developed properly.

56 Défauts de guidage axonal chez les souris TUBB3R26C/R26C
Mild midline changes result from large Probst bundles (pb), comprised of stalled commissural axons adjacent to the midline. (I and K) Coronal sections from E18.5 WT (I, n = 4) and TUBB3R262C/R262C (K, n = 5) embryos show that the anterior commissure (red arrow) appears broken and fails to cross the midline, whereas the CC has crossed but is abnormally thick (red arrowhead) in the mutant. (J and L) E18.5 coronal sections from embryos immunostained with the axonal marker L1 show Probst bundles in a TUBB3R262C/R262C (L, arrowheads) mutant compared to WT (J). (M–P) Whole-mount neurofilament staining of E11.5–E12 WT (M and N, n = 13) and TUBB3R262C/R262C (O and P, n = 6) embryos. Mutant oculomotor (III) and trochlear (IV) nerves, as well the maxillary (Vm) and ophthalmic (Vo) divisions of the trigeminal nerve are stalled at E11.5 (O) compared to WT (M). At E12, the mutant oculomotor nerve follows an aberrant course adjacent to the trochlear nerve (P) compared to WT (N). CC = corpus callosum; e = eye; asterisk (*) = distal tip of oculomotor nerve. See also Figure S2.

57 Syndrome TUBB3 TUBB3 mutations alter microtubule dynamics and microtubule-kinesin interactions Tischfield et al., Cell 140, 74–87, January 8, 2010

58 Congenital mirror movement
Congenital Mirror Movement (CMM) disorder causes people afflicted with this rare condition to involuntarily move both sides of the body when they intend to move only one. To sort out the adult mirror movement cause, a group of researchers sequenced the DNA of two families, one French Canadian and one Iranian, who seemed to have congenital mirror movement issues. They looked for genetic similarities between family members with mirror movements, and compared their DNA to other controls of the same ethnicity. Researchers noticed that the family members who had mirror movements shared a common haplotype on one region of chromosome 18, 18q21.2. The affected area spanned 2.5 million base pairs and contains three genes, one of which is the DCC gene.

59 Mutations dans le gène DCC chez des patients CMM

60 Circuits nerveux impliqués dans la coordination
des mouvements bi-manuels asymétriques In CMM, 2 nonexclusive mechanisms have been proposed: Deficient transcallosal connections Abnormal persistence of an ipsilateral CST

61 DCCkanga (un allèle mutant spontané de Dcc):
un modèle de CMM Ipsilateral fibers contralateral fibers

62 HGPPS: Horizontal Gaze Palsy with Progressive Scoliosis
rare congenital disorder with autosomal recessive inheritance clinical features: absence of conjugate horizontal eye movements (a) reduced horizontal convergence (b) preservation of vertical gaze and convergence (c, d) scoliosis developing in childhood and adolescence (e)

63 Absence de décussation dans le tronc cérébral
(mais CC normal) Orthogonal directions are seen as the following colors: blue, superior–inferior; green, anterior–posterior; red, medial–lateral. Head on view demonstrating no crossing over of major fibers at the level of the pons in a patient with HGPPS (A) seen enlarged in (B) with normal decussation in the control subject (C and D). Normal interhemispheric connections in corpus callosum (A and C).

64 Mutations dans le gène ROBO3
(A) Physical map of the HGPPS region with annotated genes (UCSC Human Genome Browser July 2003 freeze) screened for mutations. (B) A GenScan-predicted hypothetical gene NT_ overlaps with AK and BC (also annotated as RBIG1). (C) Refinement of genomic structure of ROBO3; exons are represented by open boxes. (D) Predicted ROBO3 topology and locations of 10 homozygous mutations. The mutated residues are conserved, as demonstrated by aligning orthologous and paralogous sequences in human (h), mouse (m), zebrafish (z), Drosophila (d), and C. elegans (c). (E) In situ hybridization analysis of ROBO3, with intense signal from an antisense ROBO3 probe in the basis pontis of fetal human brain at 15 weeks (left) and 19 weeks (right). J C Jen et al. Science 2004;304:

65 Circuits d’initiation des mouvements oculaires horizontaux
control HGPPS Schematic representation of the oculomotor system involved in lateral eye movement. (A) In controls, lateral eye movements are controlled by two pairs of cranial motor nuclei, the abducens (VI, green) and the oculomotor (III, red), projecting ipsilaterally to the lateral rectus muscle (LR) and medial rectus muscle (MR) respectively. Conjugate eye movement involves a commissural connection (arrow) between VI nucleus interneurons (black) and nucleus III. (B) In functional magnetic resonance imaging studies of HGPPS patients, nucleus VI is hypoplastic, whereas cranial nerves III and VI are present bilaterally, suggesting that this palsy may result from defects in commissural systems.

66 Réduction des commissures internucléaires
chez les mutants Krox20::cre;Robo3lox/lox (A to I) show coronal hindbrain sections at the level of the abducens nucleus, visualized by Hb9 immunostaining (in A, D, E, F, and H). (A, B, and C) illustrate the projection of abducens axons (arrowheads) across the midline (dashed line) in Robo3+/− E13 embryos. Some GFP+ axons originate from the abducens nucleus (VI) and are immunoreactive for Robo3 (B and C). (D) The internuclear commissure (arrowhead) is also observed in P0 controls, following DiI injection at the level of the oculomotor nucleus III. (E) This commissure is almost completely absent in P0 Krox20::cre;Robo3lox/lox mice (arrowhead). (VIIn): Genu of facial nerve. (F to I) At E15, many neurofilament+ axons cross the midline at the VI level (arrowheads) in control embryo (F and G), whereas they are rare in Krox20::cre;Robo3lox/lox embryo (H and I). Scale bars represent 100 µm, except in (G and I), where they indicate 50 µm.

67 Les réflexes oculaires dans le plan horizontal
sont affectés chez les mutants Krox20::cre;Robo3lox/lox The optokinetic reflex (OKR) allows the eye to follow objects in motion when the head remains stationary. The vestibulo-ocular reflex (VOR) is a reflex eye movement that stabilizes images on the retina during head movement by producing an eye movement in the direction opposite to head movement, thus preserving the image on the center of the visual field. Gain= (eye velocity)/(stimulus velocity) (A) During optokinetic stimulation horizontal gains are reduced most prominently at the lower frequencies in Krox20::cre;Robo3lox/lox mice (p = ANOVA; n = 6 versus n = 4 for controls; see Table S1). (B) At higher frequencies, the VOR is severely impaired (p = versus control mice curve; ANOVA for repeated measurements; Table S1), confirming the importance of the commissural connections in large-amplitude eye movements. (C) When horizontal visual and vestibular inputs are combined in the VVOR (visual vestibulo-ocular reflex), it results in lower gains over the entire range of frequencies tested (p = versus control mice curve; ANOVA for repeated measurements). (D) OKR deficits are strongly correlated to the amplitude of stimulation. (E–G) In marked contrast, in the vertical plane, no significant differences were observed in OKR (E), VOR (F), or VVOR (G), supporting the concept that primarily horizontal eye movements require the presence of commissural connections (see Table S1 for all statistics). Error bars indicate standard error of the mean. Results were obtained from four control and six Krox20::cre;Robo3lox/lox mice. Renier et al., PLoS Biol 8(3), Mars 2010

68 Axon Guidance and Genetic Disorders
GENETIC DISORDERS OF MIDLINE CROSSING Corpus callosum dysgenesis CC L1 syndrome CC, CST Joubert syndrome and related disorders (JSRD) CC, SCP, SCP-D, CST, CPT Horizontal Gaze Palsy with Progressive Scoliosis (HGPPS) SCP, SCP-D, MCP, CST, CPT, ICP Congenital Mirror Movement disorders (CMM) GENETIC DISORDERS OF CRANIAL NERVE GUIDANCE Kallmann syndrome CST, CN I Albinism CN II Congenital fibrosis of the extraocullar muscle CN II, III, VI Duane retraction syndrome Pontine tegmental cap dysplasia CPT, CN VII, CN VIII Adapted from Engle (2010) Cold Spring Harb Perspect Biol