Membránové vlastnosti gliových buněk po ischemii in vivo

Abstract

V rámci své dizertační práce jsem měla za cíl charakterizovat membránové vlastnosti astrocytů a NG2 glií během akutní a chronické fáze ischemického poškození centrální nervové soustavy se zaměřením na expresi a aktivitu K+ iontových kanálů. Pro experimenty jsme použili dva modely ischemie u potkanů - globální mozkovou ischemii, která způsobuje selektivní poškození neuronů a vznik astrogliózy v CA1 oblasti hipokampu, a inkubaci míšního segmentu v roztoku se zvýšenou koncentrací K+. Zjistili jsme, že hipokampální astrocyty jsou od třetího dne po ischemii 4 depolarizované a 1 měsíc po ischemii vykazují vyšší podíl dovnitř usměrněných proudů. Exprese Kir4.1 kanálů byla snížena od třetího dne po ischemii, zatímco exprese Kir2.1, Kir5.1 a TREK1 kanálů byla silně zvýšena u reaktivních astrocytů 1 měsíc po ischemii. U NG2 glií jsme zjistili signifikantní zvýšení vně usměrněných zpožděných a A-typu K+ (KDR a KA) proudů 2 hodiny a 3 dni po ischemii a snížení dovnitř usměrněných K+ proudů 3 dni po ischemii, což je typické pro proliferující buňky. Komplexní astrocyty v míše vystavené zvýšené koncentraci K+ vykazovaly větší změny ve srovnání s dalšími druhy astrocytů, tzn detekovali jsme u nich zvýšení KDR and KA proudů. Navíc, inkubace míchy v roztoku se zvýšenou koncentrací K+ vedla ke změnám v objemové regulaci u...

In my PhD thesis, I aimed to characterize the membrane properties of astrocytes and NG2 glia during the acute and chronic phases of the ischemic injury in the central nervous system with a focus on the expression and activity of K+ ion channels. Two ischemia models in rats were used for the experiments - global cerebral ischemia 5 causing selective neuronal loss and astrogliosis in the CA1 region of the hippocampus, and incubation of spinal cord segments in a solution with high K+ concentration. We found that hippocampal astrocytes depolarize starting 3 days after ischemia, and demonstrate an increase in the inward rectification of their whole cell currents 1 month after ischemia. The Kir4.1 channel expression in the hippocampal tissue was downregulated starting 3 days after ischemia, while the expression of Kir2.1, Kir5.1 and TREK1 channels was strongly upregulated in reactive astrocytes 1 month after ischemia. NG2 glia displayed a significant increase in the outwardly rectifying delayed and A-type K+ (KDR and KA) currents 2 hours and 3 days after ischemia, and a decrease in the inwardly rectifying K+ currents 3 days after ischemia, a typical current pattern of proliferating cells. Complex astrocytes in the spinal cord pre-incubated in a solution with high [K+] showed the largest changes in their membrane...