Η παρούσα διατριβή ασχολήθηκε με τη μελέτη της έκφρασης των υπομονάδων των υποδοχέων του γλουταμινικού οξέος και του γ-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA) στα βασικά γάγγλια και τον φλοιό των εγκεφαλικών ημισφαιρίων του μυός weaver. Παράλληλα, μελετήθηκε η έκφραση των νευροπεπτιδίων εγκεφαλίνης και δυνορφίνης στα βασικά γάγγλια του μυός weaver. O μυς weaver χαρακτηρίζεται από προοδευτική, γενετικά επαγόμενη εκφύλιση των ντοπαμινεργικών κυττάρων του μεσεγκεφάλου, κυρίως αυτών οι οποίοι καταλήγουν στο ραβδωτό σώμα. Για αυτόν τον λόγο, θεωρείται ένα καλό μοντέλο της νόσου Parkinson και η μελέτη των νευροχημικών μεταβολών που συμβαίνουν στον εγκέφαλο του παραπάνω μυός, αποτελεί πολύτιμο εργαλείο για τη διερεύνηση των παθογενετικών μηχανισμών της νόσου. Mε την τεχνική του υβριδισμού in situ, προσδιορίστηκαν τα επίπεδα mRNA των υπομονάδων z1, ε1 και ε2 του υποδοχέα NMDA, των υπομονάδων KA2 και GluR6 του υποδοχέα καϊνικού οξέος, των υπομονάδων α1, α2, α4, β2 και β3 του υποδοχέα GABAA, καθώς και των πρόδρομων πολυπεπτιδίων προ-προεγκεφαλίνη και προδυνορφίνη. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε φυσιολογικούς μύες (+/+) και μύες weaver (wv/wv), στις ηλικίες των 26 ημερών, 3 μηνών και 6 μηνών μετά τη γέννηση. Όσον αφορά στους υποδοχείς του γλουταμινικού οξέος, τα αποτελέσματά μας υπέδειξαν αύξηση στην έκφραση των υπομονάδων z1, ε2, ΚΑ2 και GluR6 στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver, σε σχέση με τους φυσιολογικούς. Η αύξηση στο mRNA των υπομονάδων z1, ε2 και GluR6 παρατηρήθηκε μόνο στην ηλικία των 6 μηνών, ενώ το mRNA της υπομονάδας KA2, παρουσίασε αύξηση και στις τρεις ηλικίες που μελετήθηκαν. Οι αυξήσεις της έκφρασης των υπομονάδων z1, ε2, ΚΑ2 και GluR6 συμφωνούν και πιθανόν εξηγούν τις αυξήσεις στα επίπεδα των θέσεων δέσμευσης για τους υποδοχείς NMDA και μη-NMDA, οι οποίες έχουν βρεθεί από παλαιότερες μελέτες του εργαστηρίου μας στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver ηλικίας 6 μηνών. Με βάση βιβλιογραφικά δεδομένα, υποστηρίζουμε ότι η καθυστερημένη αύξηση στην έκφραση των υπομονάδων z1, ε2 και GluR6 κατά πάσα πιθανότητα συντελείται μέσω επαγωγής του μεταγραφικού παράγοντα ΔfosB, σε απόκριση προς τη μείωση της ντοπαμίνης. Στον σωματοαισθητικό φλοιό των μυών weaver ηλικίας 26 ημερών, παρατηρήθηκε αύξηση στην έκφραση των υπομονάδων z1, ε1, ε2 και KA2, η οποία θα μπορούσε να οφείλεται στη μειωμένη θαλαμοφλοιϊκή γλουταμινεργική είσοδο. Όσον αφορά στους υποδοχείς GABAA, παρατηρήθηκε αύξηση στα επίπεδα mRNA των υπομονάδων α4 και β3, στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver ηλικίας 6 μηνών, η οποία συμφωνεί και μπορεί να εξηγήσει την αύξηση στα επίπεδα των θέσεων δέσμευσης για τους υποδοχείς GABAA, η οποία έχει βρεθεί σε προηγούμενη μελέτη του εργαστηρίου μας, στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver ηλικίας 6 μηνών. Σκοπεύουμε να ελέγξουμε την πιθανότητα, η αύξηση της έκφρασης της υπομονάδας α4, να υποδεικνύει μία αύξηση του αριθμού των εξωσυναπτικών υποδοχέων GABAA στους νευρώνες προβολής του ραβδωτού σώματος. Στην ωχρά σφαίρα των μυών weaver ηλικίας 6 μηνών, παρατηρήθηκε μείωση των επιπέδων mRNA των υπομονάδων α1 και β2, υποδεικνύοντας μία μείωση του αριθμού των υποδοχέων GABAA, η οποία ήταν αναμενόμενη, λόγω της αυξημένης GABAεργικής εισόδου στην εν λόγω εγκεφαλική περιοχή του μυός weaver. Στον σωματοαισθητικό φλοιό, παρατηρήθηκε μείωση στην έκφραση των υπομονάδων α2 και β2 και ταυτόχρονα αύξηση στην έκφραση των υπομονάδων α4 και β3. Με βάση βιβλιογραφικά δεδομένα, προτείνουμε ότι οι μεταβολές αυτές μπορεί να αντανακλούν μείωση στον αριθμό των συναπτικών και αύξηση στον αριθμό των εξωσυναπτικών υποδοχέων GABAA, σε απόκριση προς τη μειωμένη GABAεργική είσοδο προς τους νευρώνες του σωματοαισθητικού φλοιού του μυός weaver. Όσον αφορά στην έκφραση των πολυπεπτιδίων, το mRNA της προ-προεγκεφαλίνης, παρουσίασε αύξηση στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver, μόνο στην ηλικία των 6 μηνών, ενώ το mRNA της προδυνορφίνης, παρουσίασε μείωση στην παραπάνω περιοχή, στην ηλικία των 26 ημερών και αύξηση στις μεγαλύτερες ηλικίες. Σύμφωνα με τα βιβλιογραφικά δεδομένα υποστηρίζουμε ότι: α) η καθυστερημένη αύξηση της έκφρασης της προ-προεγκεφαλίνης στο ραβδωτό σώμα του μυός weaver, οφείλεται στη μείωση της τονικής ανασταλτικής ρυθμιστικής δράσης της ντοπαμίνης στην έκφραση του εν λόγω γονιδίου και πιθανώς συντελείται μέσω του μεταγραφικού παράγοντα ΔfosB, β) ο παραπάνω μεταγραφικός παράγοντας είναι κατά πάσα πιθανότητα υπεύθυνος και για την καθυστερημένη επαγωγή της έκφρασης της προδυνορφίνης στο ραβδωτό σώμα των μυών weaver και γ) η μείωση του παραπάνω mRNA στην ηλικία των 26 ημερών οφείλεται στη μείωση της τονικής διεγερτικής δράσης της ντοπαμίνης στην έκφραση του εν λόγω γονιδίου. Τέλος, το γεγονός ότι οι μεταβολές των mRNA των διαφόρων υπομονάδων και νευροπεπτιδίων δεν ήταν οι ίδιες στις διάφορες ηλικίες που μελετήθηκαν υποδεικνύει ότι κατά την πρόοδο της ντοπαμινεργικής εκφύλισης των ντοπαμινεργικών νευρώνων του μεσεγκεφάλου διαφορετικοί μηχανισμοί ευθύνονται για την πρόκληση των αλλαγών στην έκφραση των υπό μελέτη γονιδίων. / In the present study we investigated the expression of the subunits of glutamate and γ-aminobutyric acid (GABA) receptors in basal ganglia and cerebral cortex of the weaver mouse. We also studied the expression of striatal neuropeptides, which are important neuromodulators of the synaptic transmission in the basal ganglia circuitry. The weaver mouse is characterized by a progressive, genetically induced degeneration of the mesencephalic dopaminergic neurons, especially those that project to the striatum. For this reason, the weaver mouse is a useful model for clarifying the pathogenetic mechanisms that underly Parkinson’s disease. Using the in situ hybridization method, the mRNA levels of the ΝΜDA subunits z1, ε1 and ε2, the kainate subunits KΑ2 and GluR6, the GABAA subunits α1, α2, α4, β2 and β3, as well as the mRNA levels of the precursor polypeptides pre-proenkephalin and prodynorphin, were estimated. The study was performed using wild-type (+/+) and weaver mice (wv/wv) of the following ages: 26 days, 3 months and 6 months. Concerning the glutamate receptors, an increase in the mRNA levels of z1, ε2, KA2 and GluR6 subunits was indicated in the weaver striatum, compared to the wild type. The z1, ε2 and GluR6 mRNA increases were observed only at the age of 6 months, whereas the KA2 mRNA increase was observed at all three ages studied. The increases in z1, ε2, ΚΑ2 and GluR6 mRNA expression are in agreement and probably explain the increased levels of ΝΜDA- and non-NMDA-sensitive binding sites that we had previously found in the 6 months old weaver striatum. Based on bibliographic data, we suggest that the delayed increases in z1, ε2 and GluR6 mRNA levels, are probably mediated by the delayed induction of the ΔfosB transcription factor, in response to the reduction of striatal dopamine levels. In the somatosensory cortex of 26 day old weaver mice, an increase in the levels of z1, ε1, ε2 and ΚΑ2 mRNAs was observed. The above increases can be attributed to the decreased thalamocortical glutamatergic imput. Concerning the GABAA receptors, the observed increases of the α4 and β3 mRNA levels in the 6 months old weaver striatum are in agreement and probably explain the increased levels of GABAA binding sites that we had previously found in the 6 months old weaver striatum. We are going to test the hypothesis, that the α4 mRNA increase might indicate an increase in the number of extrasynaptic GABAA receptors in striatal projection neurons. In the 6 months old weaver globus pallidus, the observed decrease in α1 and β2 mRNA levels was expected, since the GABAergic transmission is increased in the above region of the weaver brain. In the weaver somatosensory cortex, a decrease in the α2 and β2 mRNA levels and an increase in the α4 and β3 mRNA levels were observed. Based on bibliographic data, we suggest that the above alterations probably indicate a differential regulation of the synaptic versus extrasynaptic cortical GABAA receptors, in response to the decreased GABAergic presynaptic input to the weaver cortical neurons. Concerning the expression of the striatal neuropeptides, the pre-proenkephalin mRNA was increased in the weaver striatum, only at the age of 6 months. In contrast, prodynorphin mRNA was decreased in the 26 day old weaver striatum, whereas it was increased in the 3 and 6 months old weaver striatum. Based on bibliographic data, we suggest that: a) the delayed increase in the expression of pre-proenkephalin could be caused by the reduction of the tonic dopaminergic inhibitory control on the expression of the above gene in the dopamine-depleted weaver striatum and is probably mediated by the ΔfosB transcription factor; b) the above transcription factor could be responsible for the delayed induction of the prodynorphin expression in the weaver striatum as well, and c) the decrease of prodynorphin mRNA in the 26 day old weaver striatum could be attributed to the reduction of the dopaminergic stimulatory control on the expression of the above gene. Finally, the different pattern of expression alterations among the three ages studied indicates that distinct mechanisms are responsible for the observed changes, during the progress of the dopaminergic degeneration of the weaver brain.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/370 |
| Date | 27 June 2007 |
| Creators | Φραγκιουδάκη, Κλεοπάτρα |
| Contributors | Μητσάκου, Αδαμαντία, Fragioudaki, Kleopatra, Κωστόπουλος, Γεώργιος, Κούβελας, Ηλίας, Παπαθεωδορόπουλος, Κωνσταντίνος, Γιομπρές, Παναγιώτης, Αγγελάτου, Φεβρωνία, Χριστόδουλος Φλωρδέλης, Μητσάκου, Αδαμαντία |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0036 seconds