Maternal Programming of Adult Rodent Integrative Phenotype by Prenatal Exposure to Predator Odour

Prenatal stress mediated through the mother can program the long-term phenotype of the offspring. The capacity for adaptation to adversity in early life depends in part on the life history of the animal. It is therefore likely that an early life ethologically relevant psychogenic stressor that has been present over evolutionary times could prime responses to an environment containing this stress via epigenetic mechanisms such as DNA methylation modifications. Pregnant C57BL/6 mice and, separately, Long-Evans rats were exposed daily to unpredictable and inescapable predator odors or distilled water control over the second half of pregnancy. I examined the effect of the prenatal predator odour exposure on the integrative phenotype of adult offspring at the level of behaviour, physiology, endocrinology, transcription and DNA methylation. Prenatally predator odour-exposed offspring exhibited an overall increase in stress-related behaviours on a variety of commonly-used and semi-naturalistic assessments of the response to stress, as well as modifications of energy consumption at baseline and under stress. These changes were accompanied by a sex-specific increase in endocrine responses to stress and an increase in circulating thyroid hormone. Additionally, I observed modifications in stress-related transcript abundance at birth and in adulthood accompanied by DNA methylation modifications in adulthood. Overall, assessments of the integrative phenotype of prenatal predator odour-exposed animals indicate a persistent increase in stress responsiveness across a variety of experimental conditions and phenotypic levels in the two rodent species. This phenotype supports the hypothesis that maternal programming allows developmental forecasting that shapes the individual developmental trajectory. Prenatal predator odour is therefore a potent programming stressor. Le stress prénatal transmis par la mère peut programmer le phénotype de sa progéniture à long terme. La capacité d’adaptation à l’adversité tôt dans la vie dépend en partie de l’histoire de vie de l’animal. Il est donc probable qu’un stress psychologique, pertinent éthologiquement et présent au cours de l’évolution pourrait prédisposer les jeunes à la réponse à un environnement contenant ce stress. Cette réponse est probablement médiée par des mécanismes épigénétiques tel que la méthylation de l’ADN. Les souris C57BL/6 et les rats Long-Evans enceintes ont été exposés tous les jours, durant la seconde moitié de leur grossesse, à une odeur de prédateur inévitable et imprévisible ou à de l’eau distillée comme contrôle. J’ai examiné l’effet de l’exposition prénatale à des odeurs de prédateur sur le phénotype intégratif des adultes au niveau comportemental, physiologique, endocrinien, de la transcription de gènes et de la méthylation de l’ADN. L’exposition prénatale aux odeurs de prédateur mène à une augmentation globales des comportements liés au stress dans une variété de situations stressantes communément utilisées en laboratoire et semi-naturelles, aussi bien que les modifications de consommation d’énergie normale et en situation de stress. Ces changements sont accompagnés par une augmentation spécifique chez les femelles de la réponse endocrine au stress et une augmentation dans le niveau d’hormones thyroïdiennes en circulation. J’ai également détecté des modifications dans l’abondance du niveau de transcription de gènes liés au stress de la naissance à l’âge adulte, accompagné de modifications dans la méthylation de l’ADN chez les adultes. En général, le phénotype intégratif des animaux exposés aux odeurs de prédateurs indique une augmentation persistante de la sensibilité au stress dans une variété de conditions expérimentales et niveau phénotypique chez les deux espèces de rongeur étudiés. Ce phénotype soutient l’hypothèse que la programmation maternelle permet de prévoir la trajectoire de développement optimale pour les jeunes en prévision de l’exposition à ce type de stress. Les odeurs de prédateurs élicitent donc un stress suffisant pour programmer le phénotype des animaux, et ce par leur mère.

Keywords: BDNF
Epigenetic
FKBP5
Maternal programming
Predator odour
Prenatal Stress
Advisor: McGowan, Patrick O