UTICAJ GLUTAMATA NA AUTOFAGIJU INDUKOVANU ENERGETSKIM STRESOM U SH-SY5Y NEURONIMA

Tatjana M Vukotić; Vladimir Trajković

doi:10.5937/mp68-13815

Tatjana M Vukotić Institut za mikrobiologiju i imunologiju, Medicinski fakultet Univerziteta u Beogradu
Vladimir Trajković Institut za mikrobiologiju i imunologiju, Medicinski fakultet Univerziteta u Beogradu

DOI: https://doi.org/10.5937/mp68-13815

Sažetak

Sažetak

Uvod: Autofagija je citoprotektivni mehanizam kojim se ćelija adaptira na uslove stresa. Da li povećanje autofagije promoviše neuronsku ćelijsku smrt ili preživljavanje tema je brojnih rasprava, a posebno je diskutabilna uloga autofagije u ekscitotoksičnim stanjima, kao što je cerebralna ishemija. Ekscitotoksičnost je patološko stanje koje podrazumeva prekomernu stimulaciju ekscitatornih receptora, pre svega se misli na jonotropne i metabotropne glutamatske receptore.

Materijal i metode: Vijabilitet neuroblastomskih SH-SY5Y ćelija ispitivan je MTT testom za aktivnost mitohondrijalnih dehidrogenaza. Pojava autofagolizozoma i autofagni fluks određeni su bojenjem akridin oranžom (AO) i imunoblotom, dok je ekspresija autofagnih gena praćena kvantitativnim RT-PCR-om.

Rezultati: Test vijabilnosti je pokazao manji broj vijabilnih ćelija, dok je AO testom uočen manji broj kiselih vezikula u HBSS medijumu sa glutamatom nego u samom HBSS medijumu. Imunoblotom je zapažena akumulacija autofagnog proteina LC3-II u HBSS medijumu, dok je koncentracija LC3-II bila manja u HBSS medijumu sa glutamatom. Kvantitativni RT-PCR pokazao je smanjenu ekspresiju autofagnih gena u kombinaciji HBSS medijuma sa glutamatom u odnosu na HBSS medijum.

Zaključak: Istraživanje je potvrdilo da glutamat tokom energetske deprivacije u in vitro uslovima dovodi do smanjenja autofagije u neuronima, najverovatnije sprečavajući indukciju autofagije smanjenjem transkripcije autofagnih gena.

Ključne reči: autofagija, ekscitotoksičnost, glutamat.

Biografija autora

Vladimir Trajković, Institut za mikrobiologiju i imunologiju, Medicinski fakultet Univerziteta u Beogradu

Prof. dr

Reference

Mizushima N. Autophagy in protein and organelle turnover. Cold Spring Harbor symposia on quantitative biology 2011; 76:397-402.

Mizushima N, Klionsky DJ. Protein turnover via autophagy: implications for metabolism. Annual review of nutrition 2007; 27:19-40.

Xie Z, Klionsky DJ. Autophagosome formation: core machinery and adaptations. Nature Cell Biology 2007; 9:1102-9.

Tsukamoto S, Kuma A, Murakami M, Kishi C, Yamamoto A, Mizushima N. Autophagy is essential for preimplantation development of mouse embryos. Science 2008; 321:117-20.

Mari G, Niso Santano M, Baehrecke EH, Kroemer G. Self-consumption: the interplay of autophagy and apoptosis. Nature Reviews Molecular Cell Biology 2014; 15:81-94.

Mizushima N, Yoshimori T, Ohsumi Y. The role of Atg proteins in autophagosome formation. The Annual Review of Cell and Developmental Biology 2011; 27:107-32.

Kung CP, Budina A, Balaburski G, Bergenstock MK, Murphy M. Autophagy in tumor suppression and cancer therapy. Critical Reviews in Eukaryot Gene Expression 2011; 21:71-100.

Axe EL, Walker SA, Manifava M, Chandra P, Roderick HL, Habermann A, et al. Autophagosome formation from membrane compartments enriched in phosphatidylinositol 3-phosphate and dynamically connected to the endoplasmic reticulum. The Journal of Cell Biology 2008; 182:685-701.

Puyal J, Ginet V, Clarke PGH. Multiple interacting cell death mechanisms in the mediation of excitotoxicity and ischemic brain damage. A challenge for neuroprotection. Progress in Neurobiology 2013; 105:24–48.

Wirawa E, Vanden Berghe T, Lippens S, Agostinis P, Vandenabeele P. Autophagy: for better or for worse. Cell Research 2012; 22:43-61.

Komatsu M, Waguri S, Koike M, Sou YS, Ueno T, Hara T, et al. Homeostatic levels of p62 control cytoplasmic inclusion body formation in autophagy-deficient mice. Cell 2007; 131:1149-63.

Johansen T, Lamark T. Selective autophagy mediated by autophagic adapter proteins. Autophagy 2011; 7:279-96.

Kulbea JR, Mulcahy Levya JM, Coultrap SJ, Thorburn A, Ulrich Bayer K. Excitotoxic glutamate insults block autophagic flux in hippocampal neurons. Brain Research 2014; 1542:12–9.

Rubinsztein DC. The roles of intracellular protein-degradation pathways in neurodegeneration. Nature 2006; 443:780-6.

Scherz-Shouval R, Shvets E, Fass E, Shorer H, Gil L, Elazar Z. Reactive oxygen species are essential for autophagy and specifically regulate the activity of Atg4. The EMBO Journal 2007; 26:1749-60.

Ginet V, Spiehlmann A, Rummel C, Rudinskiy N, Grishchuk Y, Luthi-Carter R, et al. Involvement of autophagy in hypoxic-excitotoxic neuronal death. Autophagy. Landes Bioscience 2014; 10:846–60.