Regulace objemu u astrocytů v průběhu ischemie/reperfúze in vitro

Abstract

Astrocyty jsou hlavním buněčným typem zodpovědným za vznik a rozvoj mozkového edému. V předložené dizertační práci byly studovány hlavní mechanismy zvětšení objemu astrocytů v průběhu ischemického poškození mozku. Změny buněčného objemu byly studovány metodou 3D konfokální morfometrie v akutních mozkových řezech za ischemických podmínek modelovaných in vitro. Objemové změny astrocytů byly měřeny v kůře dospělých transgenních myší (GFAP/EGFP), u nichž jsou astrocyty označeny zeleným fluorescenčním proteinem (EGFP). Výsledky měření ukázaly přítomnost dvou skupin astrocytů, z nichž jedna je schopna efektivnější regulace objemu. S použitím specifických inhibitorů iontových kanálů a transportérů bylo zjištěno, že rozdílná schopnost regulace buněčného objemu je dána rozdílnou expresí nebo funkcí aniontových kanálů regulovaných objemem (VRAC) a draslíkových kanálů se dvěma póry (K2P). Existence dvou populací astrocytů s rozdílnou expresí iontových kanálů byla potvrzena metodou kvantitativní PCR jednotlivých astrocytů. V druhé části dizertační práce byly použity dvojitě transgenní myši (GFAP-EGFP/α-Syn-/-), s delecí genu pro α-syntrophin, protein zodpovědný za lokalizaci vodního kanálu AQP4 na perivaskulárních membránách astrocytů. Měření objemových změn astrocytů u těchto myší ukázalo, že AQP4, lokalizovaný na...

Astrocytes are the main cell type which is responsible for the brain edema formation and its progression. In the presented thesis, the main causes of the astrocyte volume changes during brain ischemia have been explored. Cell volume changes were studied using confocal 3D morphometry in acute brain slices during ischemic conditions modeled in vitro. The experiments have been performed in adult transgenic mice (GFAP/EGFP), in which GFAP- positive astrocytes are labeled with enhanced green fluorescent protein (EGFP). The results revealed two astrocytic groups differing in the capability of cell volume regulation. Using specific blockers of ion channels and transporters we have shown that this diversity is probably related with different expression levels or function of volume regulated anion channels (VRACs) and two-pore domain potassium channels (K2Ps). The existence of two groups with diverse expression levels of ion channels was confirmed with quantitative single cell RT qPCR. In the second part of this thesis we have generated double-transgenic mice (GFAP-EGFP/α-Syn-/-), in which gene for α-syntrophin, protein responsible for water channel AQP4 localization on astrocytic perivascular membranes, is deleted. The cell volume quantification in these mice revealed that AQP4 located in astrocytic membranes...