Meritve znotrajcelične koncentracije Ca2+ in cAMP v možganskih celicah vinske mušice po stimulaciji z oktopaminom in tiraminom
- Authors
- Publication Date
- Mar 14, 2024
- Source
- University of Ljubljana
- Keywords
- Language
- Slovenian
- License
- Green
- External links
Abstract
Nevroni in celice glije na svojih membranah izražajo številne z G-proteini sklopljene receptorje (GPCR), ki imajo pomembno vlogo pri uravnavanju celičnih procesov v možganih. Noradrenalin (NA) je nevromodulator v osrednjem živčnem sistemu (OŽS) vretenčarjev, ki ga izločajo noradrenergični nevroni s telesi v možganskem jedru locus coeruleus (LC). NA se veže na adrenergične receptorje (AR) možganskih celic, ki so GPCR, kar odvisno od podtipa AR in sklopitve z Gα-podenoto (Gαq, Gαs, Gαi, Gα12/13) G-proteina, vodi v aktivacijo Ca2+- in/ali cAMP-signalnih poti. LC-noradrenergični sistem ključno sodeluje pri uravnavanju presnove, pozornosti, učenja in tvorbe spomina ter drugih fizioloških procesov v OŽS. Delovanje le-tega je s staranjem in pri nevrodegeneraciji okrnjeno, kar lahko vpliva na zmanjšanje kognitivnih sposobnosti. V OŽS vinske mušice analogno vlogo NA opravljata nevromodulatorja oktopamin (OA) in njegov prekurzor tiramin (TA). Obstajajo številne strukturne, signalizacijske in funkcijske podobnosti med NA v vretenčarjih in OA in TA v nevretenčarjih, prav tako med AR in receptorji za OA in/ali TA (OAR, TAR). Namen naloge je bil ugotoviti, kakšen vpliv ima TA in/ali OA na raven znotrajcelične koncentracije Ca2+ in cAMP v nevronih in korteksni gliji v možganih vinske mušice. Z uporabo genetsko kodirajočega Ca2+-indikatorja jGCaMP7b smo spremljali spremembo znotrajcelične koncentracije Ca2+ in s FRET-nanosenzorjem Epac1-camps spremembo znotrajcelične koncentracije cAMP v nevronih oz. korteksni gliji v možganih vinske mušice s konfokalnim mikroskopom v realnem času. Ugotovili smo, da mešanica OA in TA povzroči porast v znotrajcelični koncentraciji Ca2+ v nevronih in korteksni gliji najverjetneje preko aktivacije z Gαq-proteini-sklopljenih OAR in TAR na površini celic. Porast v Ca2+ je bil v nevronih 9,8-krat višji kot v korteksni gliji, kar nakazuje na večjo Ca2+-vzdražnost nevronov v možganih vinske mušice po oktopaminergični/tiraminergični aktivaciji. Mešanica OA in TA je povzročila porast v znotrajcelični koncentraciji cAMP samo v nevronih, medtem ko v korteksni gliji porasta nismo opazili. Porast v cAMP v nevronih je najverjetneje posledica aktivacije z Gαs-proteini-sklopljenih OAR in TAR na površini nevronov. Draženje možganov mladih vinskih mušic z OA je povzročilo porast v Ca2+ v korteksni gliji, česar v možganih staranih vinskih mušic nismo opazili, kar nakazuje na okvaro z OA-posredovane Ca2+-signalizacije. Pri draženju možganov mladih kot staranih vinskih mušic z OA nismo zaznali sprememb v cAMP-odzivu. Okvara Ca2+-signalizacije v celicah glije, ki v OŽS skrbijo za homeostazo, bi lahko v možganih starajočih živali prispevala h kognitivnemu upadu živali in bi v prihodnje lahko predstavljala novo tarčo za razvoj zdravil pri nevrodegenerativnih obolenjih.
