Calcium signaling of oligodendroglial lineage cells in the animal model of schizophrenia

Abstract

Schizofrenie je neurologická porucha s komplexní psychopatologií, která ještě není plně objasněna. U pacientů s touto poruchou byly popsány změny na úrovni anatomické, buněčné, i na úrovni neuropřenašečů. Cílem této práce je objasnit funkci specifických ionotropních glutamátových receptorů v NG2 gliích v hipokampu u myšího modelu schizofrenie. K tomuto účelu byl vygenerován myší model schizofrenie, který byl validován pomocí imunohistochemie a behaviorálního testování. Ke zkoumání aktivity glutamátových kanálů a vlastností extracelulárního prostoru u těchto myší byly použity myši s NG2 gliemi značenými fluorescenčním proteinem a s vápníkovou sondou také v NG2 gliích. Byly nalezeny změny mezi schizofrenními a kontrolními zvířaty v počtu hipokampálních buněk oligodendrogliální linie, v prepulzní inhibici, a také v objemové frakci a tortuozitě extracelulárního prostoru v hipokampu. Dále byl nalezen signifikantní rozdíl v procentu buněk odpovídajících na agonisty glutamátových receptorů. Závěrem může být řečeno, že jsme byli schopni pozorovat signifikantní změny mezi myším modelem schizofrenie, který jsme vygenerovali, a kontrolními zvířaty. Tyto změny jsou v souladu s dosavadními poznatky o této nemoci. Klíčová slova: schizofrenie, NG2 glie, glutamátové receptory, vápníkové zobrazování, imunohistochemie

Schizophrenia is a neurological disorder with a complex psychopathology, which is far from fully elucidated. In the patients with this disorder, changes on anatomical, cellular, and neurotransmitter level have been found. The aim of this work is to elucidate the function of specific ionotropic glutamate receptors in NG2 glia in the hippocampus of a mouse model of schizophrenia. For this purpose, a mouse model of schizophrenia was generated and validated using immunohistochemistry and behavioural testing. Mice with NG2 glia labelled by a fluorescent protein with a calcium indicator also in NG2 glia were used to observe the activity of glutamate channels and the properties of the extracellular space in these mice. Changes were found in the schizophrenic animals when compared to control animals in the numbers of hippocampal oligodendrocyte lineage cells, in prepulse inhibition and in both volume fraction and tortuosity of the extracellular space in hippocampus. Moreover, the percentage of cells responding to glutamate receptor agonists in NG2 glia in hippocampus also differed significantly between the schizophrenic and the control animals. In conclusion, it can be said that we were able to observe significant changes in the mouse model of schizophrenia that we generated in comparison to control...