Adaptace centrálního nervového systému na chybění acetylcholinesterázy

Abstract

Acetylcholinesteráza (AChE) účinně hydrolyzuje acetylcholin (Ach). Inhibice AChE je letální a myši s chyběním AChE ve všech tkáních (AChE KO) jsou těžce poškozeny. AChE je v CNS kotvena na prolin bohatou kotvou - proline-rich membrane anchor (PRiMA), zatímco ve svalech je kotvena kolagenem Q (ColQ). V této disertaci popisujeme že u PRiMA KO myší, u nichž je AChE v CNS eliminována, nedochází k významným změnám v chování i přes nadbytek ACh a adaptaci cholinergních receptorů podobnou té, která byla pozorována u AChE KO myší. Kromě toho u myší, u nichž AChE nemůže interagovat s PRiMA i ColQ, je fenotyp podobný jako u AChE KO myší, ale biochemické změny v CNS jsou podobné změnám u PRiMA KO jedinců. PRiMA KO myší se také od ostatních AChE deficitních myší liší svou reakcí na AChE inhibitory. Naše výsledky nasvědčují, že AChE v periferních tkáních je hlavním cílem inhibitorů AChE a že chybění AChE v periferii je hlavní příčinou fenotypických charakteristik AChE KO myší.

Acetylcholinesterase (AChE) effectively hydrolyzes acetylcholine (ACh). The inhibition of AChE is generally lethal and mice without AChE in all tissues (AChE KO) have severe impairments. In the brain, AChE is anchored in the plasma membrane by proline-rich membrane anchor (PRiMA), while in the muscles, AChE is anchored by collagen Q (ColQ) in the basal lamina. We report here that the PRiMA KO mice, in which AChE is essentially eliminated in the brain, show very little changes in behavior despite an excess of ACh in the brain and adaptation of ACh receptors comparable to those seen in AChE KO mice. Moreover, when AChE cannot interact with ColQ and PRiMA, the phenotype resembles that of AChE KO mice, but the biochemical changes in the brain are similar to those in PRiMA KO mice. PRiMA KO mice also differ from other AChE-deficit mice strains in their responses to AChE inhibitor. Our results suggest that AChE in the peripheral tissues is the major target of AChE inhibitors and AChE absence in the peripheral tissues is the leading cause of the phenotype of AChE KO mice.