Acute and chronic changes of the brain tissue and the extracellular space diffusion parameters in models of brain ischemia - the role of volume regulation of glia and AQP4/TRPV4

Abstract

Acute and chronic changes of the brain tissue and the extracellular space diffusion parameters in models of brain ischemia - the role of volume regulation of glia and AQP4/TRPV4 complex ABSTRACT The interaction of aquaporin 4 (AQP4) and transient receptor potential vanilloid isoform 4 (TRPV4) channels is crucial for volume regulation in vitro, but it remains unclear in situ or in vivo. We used the real-time iontophoretic method (RTI) in situ or in vivo to detect the extracellular space volume fraction (α) and tortuosity (λ), in several models of cytotoxic edema/ischemia, such as hypoosmotic stress, hyperkalemia, oxygen-glucose deprivation (OGD) and terminal ischemia. Magnetic resonance imaging was used to quantify the brain lesions one day (D1) and seven days (D7) after permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO). The results from mice lacking AQP4, TRPV4 or both channels (AQP4-/- , TRPV4-/- , AQP4-/- /TRPV4-/- , respectively) were compared with controls (Ctrl). Hypoosmotic stress or hyperkalemia did not evoke different responses between Ctrl and transgenic strains. During OGD, the α decrease was reduced in TRPV4-/- and absent in AQP4-/- /TRPV4-/- mice. AQP4 or TRPV4 deficit slows down the α decrease during acute terminal ischemia in vivo. One day after pMCAO, the deficit of AQP4 or TRPV4 exacerbates...

Akutní a chronické změny mozkové tkáně a difúzních parametrů extracelulárního prostoru v modelech ischémie - úloha objemové regulace glie a AQP4/TRPV4 komplexu ABSTRAKT Interakce mezi aquaporinem 4 (AQP4) a kanály s přechodným receptorovým potenciálem vaniloidní izoformy 4 (TRPV4) je zásadní pro regulaci objemu in vitro, ale zůstává nejasná in situ nebo in vivo. Iontoforetickou metodu v reálném čase (RTI) in situ a in vivo jsme měřili hodnoty objemové frakce extracelulárního prostoru (α) a tortuozity (λ) v modelech cytotoxického edému/ischemie, jako je hypoosmotický stres, hyperkalémie, kyslíkovo- glukózová deprivace (OGD) a terminální ischemie. Magnetickou rezonancí jsme kvantifikovali rozsah mozkových lézí den (D1) a sedm dní (D7) po trvalé okluzi střední cerebrální arterie (pMCAO). Výsledky získané u myší deficitních pro AQP4, TRPV4 nebo oba proteiny (AQP4- /- , TRPV4-/- , AQP4-/- /TRPV4-/- , v tomto pořadí) jsme srovnávali s odpovědí kontrolních myší (Ctrl). Hypoosmotický stres a hyperkalémie neodhalily rozdílné odpovědi mezi Ctrl a transgenními kmeny. Během OGD byl pokles α u TRPV4-/- myší menší a zcela chyběl u AQP4- /- /TRPV4-/- myší. Deficit AQP4 nebo TRPV4 zpomalil rychlost vzniku edému během terminální ischemie in vivo. Poškození tkáně den po pMCAO bylo u zvířat deficitních pro AQP4 nebo TRPV4...