Expression and functional characteriz ation of transient receptor potential vanilloid - related channel 4 (TRPV4) in hippocampal astrocytes after ischemia /reperfusion

Abstract

Vaniloidní receptor podtypu 4 (TRPV4 - z anglického transient receptor potential), který patří do skupiny TRP kanálů, je pro vápník propustný kationtový kanál. TRPV4 je aktivován osmoticky, teplotně, nízkým pH i řadou extracelulárních a intracelulárních chemických ligandů a druhých poslů a z tohoto důvodu mohou hrát významnou úlohu v patofyziologii neuronů a gliových buněk. V této studii jsme zkoumali vliv mozkové hypoxie/ischémie (H/I) na funkční expresi TRPV4 kanálů u astrocytů v CA1 oblasti hipokampu dospělého potkana. Ischemické poškození hipokampu bylo vyvoláno bilaterální 15-ti minutovou okluzí karotid v kombinaci s hypoxií. Imunohistochemické analýzy ukázaly, že 7 dní po H/I, exprese TRPV4 je výrazně zvýšena u astrocytů v CA1 oblasti hipokampu, a že toto zvýšení exprese TRPV4 koreluje s vývojem astrogliózy. Hipokampální astrocyty v tkáňových řezech nebo astrocyty izolované z CA1 oblasti hipokampu odpovídají na aplikaci TRPV4 aktivátoru 4-alpha-forbol- 12-13-didecanoate (4αPDD) zvýšením intracelulárního vápníku [Ca2+ ]i a aktivací kationtového proudu. Zvýšení [Ca2+ ]i i TRPV4-specifický proud jsou výrazně sníženy odstraněním extracelulárního vápníku nebo aplikací ruthenium red nebo RN1734, které patří k antagonistům TRP kanálů. V průběhu reperfúze po H/I poškození, TRPV4-specifické odpovědi...

The polymodal transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) channel, a member of the TRP channel family, is a calcium-permeable cationic channel that is gated by cell swelling, low pH and high temperature may be involved in neuronal and glia pathophysiology. In the present study, we examined the impact of cerebral hypoxia/ischemia (H/I) on the functional expression of astrocytic TRPV4 channels in the adult rat hippocampal CA1 region. Hypoxia/ischemia was induced by a bilateral 15-minute occlusion of the common carotids combined with hypoxic conditions. Our immunohistochemical analyses revealed that 7 days after H/I, the expression of TRPV4 is markedly enhanced in hippocampal astrocytes of the CA1 region and that the increasing TRPV4 expression coincides with the development of astrogliosis. Adult hippocampal astrocytes in slices or cultured hippocampal astrocytes respond to the TRPV4 activator 4-alpha-phorbol-12,-13-didecanoate (4αPDD) by an increase in intracellular calcium and the activation of a cationic current, both of which are abolished by the removal of extracellular calcium or exposure to TRP antagonists, such as Ruthenium Red or RN1734. Following hypoxic/ischemic injury, the responses of astrocytes to 4αPDD are significantly augmented. Collectively, we show that TRPV4 channels are...