RESUMO
Amyloid ß (Aß) oligomers are the most neurotoxic forms of Aß, and Aß(1-42) is the prevalent Aß peptide found in the amyloid plaques of Alzheimer's disease patients. Aß(25-35) is the shortest peptide that retains the toxicity of Aß(1-42). Aß oligomers bind to calmodulin (CaM) and calbindin-D28k with dissociation constants in the nanomolar Aß(1-42) concentration range. Aß and histidine-rich proteins have a high affinity for transition metal ions Cu2+, Fe3+ and Zn2+. In this work, we show that the fluorescence of Aß(1-42) HiLyteTM-Fluor555 can be used to monitor hexa-histidine peptide (His6) interaction with Aß(1-42). The formation of His6/Aß(1-42) complexes is also supported by docking results yielded by the MDockPeP Server. Also, we found that micromolar concentrations of His6 block the increase in the fluorescence of Aß(1-42) HiLyteTM-Fluor555 produced by its interaction with the proteins CaM and calbindin-D28k. In addition, we found that the His6-tag provides a high-affinity site for the binding of Aß(1-42) and Aß(25-35) peptides to the human recombinant cytochrome b5 reductase, and sensitizes this enzyme to inhibition by these peptides. In conclusion, our results suggest that a His6-tag could provide a valuable new tool to experimentally direct the action of neurotoxic Aß peptides toward selected cellular targets.
Assuntos
Doença de Alzheimer , Peptídeos beta-Amiloides , Humanos , Peptídeos beta-Amiloides/metabolismo , Histidina/química , Hexosaminidase A , Calbindina 1 , Cobre/química , Fragmentos de Peptídeos/química , Doença de Alzheimer/metabolismoRESUMO
SUMMARY: The term "circling mouse" refers to an animal model of deafness, in which the mouse exhibits circling, head tossing, and hyperactivity, with pathological features including degenerated spiral ganglion cells in the cochlea, and the loss of the organ of Corti. The cochlear nuclear (CN) complex, a part of the auditory brain circuit, is essential to process both ascending and descending auditory information. Considering calcium's (Ca2+) importance in homeostasis of numerous biological processes, hearing loss by cochlear damage, either by ablation or genetic defect, could cause changes in the Ca2+ concentration that might trigger functional and structural alterations in the auditory circuit. However, little is known about the correlation of the central nervous system (CNS) pathology in circling mice, especially of the auditory pathway circuit and Ca2+ changes. This present study investigates the distribution of Ca2+- binding proteins (CaBPs), calbindin D-28k (CB), parvalbumin (PV), and calretinin (CR) by using a free floating immunohistochemical method inthe CN of the wild-type mouse (+/+), the heterozygous mouse (+/cir), and the homozygous (cir/cir) mouse. CaBPs are well known to be an important factor that regulates Ca2+ concentrations. Compared with the dorsal and ventral cochlear nuclei of +/+ and +/ cirmice, prominent decreases of CaBPs' immunoreactivity (IR) in cir/cirmice were observed in the somas, as well as in the neuropil. The present study reportson the overall distribution and changes in the immunoreactivity of CaBPs in the CN of cir/cirmice because ofa hearing defect. This data might be helpful to morphologically elucidate CNS disorders and their relation to CaBPs immunoreactivity related to hearing defects.
RESUMEN: El término "ratón circulante" se refiere a un modelo animal con sordera, en el que el ratón exhibe hiperactividad, movimientos circulares y movimientos de la cabeza, con características patológicas que incluyen células ganglionares espirales degeneradas en la cóclea, un canal de Rosenthal vacío y la pérdida del órgano de Corti. El complejo nuclear coclear (CN), una parte del circuito cerebral auditivo, es esencial para procesar la información auditiva tanto ascendente como descendente. Considerando la importancia del calcio (Ca2+) en la homeostasis de numerosos procesos biológicos, la hipoacusia por daño coclear, por ablación o por defecto genético, podría provocar cambios en la concentración de Ca2+que pueden desencadenar alteraciones funcionales y estructurales en el circuitoauditivo. Sin embargo, existe poca información de la correlación de la patología del sistema nervioso central (SNC) en ratones circulantes, especialmente del circuito de la víaauditiva y los cambios de Ca2+. Este estudio nvestiga la distribución de proteínas de unión a Ca2+ (CaBP), calbindina D-28k (CB), parvalbúmina (PV) y calretinina (CR) mediante el uso de un método inmunohistoquímico de flotaciónlibre en el CN del ratón de tiposalvaje (+/+), el ratón heterocigoto (+/cir) y el ratón homocigoto (cir/cir). Se sabe que los CaBP son un factor importante que regula las concentraciones de Ca2+. En comparación con los núcleos cocleares dorsal y ventral de los ratones +/+ y +/ cir, se observaron disminuciones prominentes de la inmunorreactividad (IR) de CaBPs en los ratonescir/cir en los somas, asícomo en el neuropilo. El presente estudio informa sobre la distribución general y los cambios en la inmunorreactividad de CaBP en el CN de ratones cir/cir debido a un defecto auditivo. Estos datos podrían ser útiles para dilucidar morfológicamente los trastornos del SNC y su relación con la inmunorreactividad de CaBP relacionada con los defectosauditivos.
Assuntos
Animais , Camundongos , Proteínas de Ligação ao Cálcio/metabolismo , Núcleo Coclear/metabolismo , Parvalbuminas/metabolismo , Imuno-Histoquímica , Calbindinas/metabolismo , Camundongos Endogâmicos C57BLRESUMO
Peripheral inflammation induces plastic changes in neurons and glia which are regulated by free calcium and calcium binding proteins (CaBP). One of the mechanisms associated with the regulation of intracellular calcium is linked to ERK (Extracellular Signal-Regulated Kinase) and its phosphorylated condition (pERK). ERK phosphorylation is important for intracellular signal transduction and participates in regulating neuroplasticity and inflammatory responses. The aim of this study is to analyse the expression of two CaBPs and pERK in astrocytes and neurons in rat trigeminal subnucleus caudalis (Vc) after experimental periapical inflammation on the left mandibular first molar. At seven days post-treatment, the periapical inflammatory stimulus induces an increase in pERK expression both in S100b positive astrocytes and Calbindin D28k positive neurons, in the ipsilateral Vc with respect to the contralateral side and control group. pERK was observed coexpressing with S100b in astrocytes and in fusiform Calbindin D28k neurons in lamina I. These results could indicate that neural plasticity and pain sensitization could be maintained by ERK activation in projection neurons at 7 days after the periapical inflammation.
La inflamación periférica induce cambios plásticos en las neuronas y en la glía, los cuales están regulados por el calcio libre y las proteínas fijadoras calcio (CaBP). Uno de los mecanismos asociados con la regulación del calcio intrace-lular está vinculado con la fosforilación de la pro teína quinasa ERK. Asimismo, ERK fosforilado es importante para la trans-ducción de señales intracelulares y participa en la regulación de la neuroplasticidad y las respuestas inflamatorias. El objetivo de este estudio es analizar la expresión de dos CaBPs y pERK en astrocitos y neuronas del subnúcleo caudal del trigémino (Vc) después de una inflamación periapical experimental en el primer molar inferior izquierdo en ratas. A los siete días posteriores al tratamiento, el estímulo inflamatorio periapical induce un aumento en la expresión de pERK, en el número de astrocitos positivos para la proteína marcadora astroglial S100b y en neuronas positivas para Calbindina D28k, en el Vc ipsilateral respecto del lado contralateral y el grupo de control. Además, se observó coexpresión de pERK tanto en astrocitos S100b positivos, como en neuronas fusiformes Calbindin D28k positivas, de la lámina I. Estas observaciones podrían indicar que la neuroplasticidad y la sensibilización al dolor podrían mantenerse mediante la activación de ERK en las neuronas de proyección a los 7 días de la inflamación periapical.
Assuntos
Proteínas de Ligação ao Cálcio/metabolismo , MAP Quinases Reguladas por Sinal Extracelular/metabolismo , Inflamação , Plasticidade Neuronal , Núcleo Inferior Caudal do Nervo Trigêmeo/fisiopatologia , Animais , Astrócitos/metabolismo , Astrócitos/fisiologia , Neurônios/metabolismo , Neurônios/fisiologia , Ratos , Ratos Sprague-Dawley , Núcleos do TrigêmeoRESUMO
Peripheral inflammation induces plastic changes in neurons and glia which are regulated by free calcium and calcium binding proteins (CaBP). One of the mechanisms associated with the regulation of intracellular calcium is linked to ERK (Extracellular Signal-Regulated Kinase) and its phosphorylated condition (pERK). ERK phosphorylation is important for intracellular signal transduction and participates in regulating neuroplasticity and inflammatory responses. The aim of this study is to analyse the expression of two CaBPs and pERK in astrocytes and neurons in rat trigeminal subnucleus caudalis (Vc) after experimental periapical inflammation on the left mandibular first molar. At seven days post-treatment, the periapical inflammatory stimulus induces an increase in pERK expression both in S100b positive astrocytes and Calbindin D28k positive neurons, in the ipsilateral Vc with respect to the contralateral side and control group. pERK was observed coexpressing with S100b in astrocytes and in fusiform Calbindin D28k neurons in lamina I. These results could indicate that neural plasticity and pain sensitization could be maintained by ERK activation in projection neurons at 7 days after the periapical inflammation.
La inflamación periférica induce cambios plásticos en las neuronas y en la glía, los cuales están regulados por el calcio libre y las proteínas fijadoras calcio (CaBP). Uno de los mecanismos asociados con la regulación del calcio intrace-lular está vinculado con la fosforilación de la pro teína quinasa ERK. Asimismo, ERK fosforilado es importante para la trans-ducción de señales intracelulares y participa en la regulación de la neuroplasticidad y las respuestas inflamatorias. El objetivo de este estudio es analizar la expresión de dos CaBPs y pERK en astrocitos y neuronas del subnúcleo caudal del trigémino (Vc) después de una inflamación periapical experimental en el primer molar inferior izquierdo en ratas. A los siete días posteriores al tratamiento, el estímulo inflamatorio periapical induce un aumento en la expresión de pERK, en el número de astrocitos positivos para la proteína marcadora astroglial S100b y en neuronas positivas para Calbindina D28k, en el Vc ipsilateral respecto del lado contralateral y el grupo de control. Además, se observó coexpresión de pERK tanto en astrocitos S100b positivos, como en neuronas fusiformes Calbindin D28k positivas, de la lámina I. Estas observaciones podrían indicar que la neuroplasticidad y la sensibilización al dolor podrían mantenerse mediante la activación de ERK en las neuronas de proyección a los 7 días de la inflamación periapical.
Assuntos
Animais , Ratos , Núcleo Inferior Caudal do Nervo Trigêmeo/fisiopatologia , Proteínas de Ligação ao Cálcio/metabolismo , MAP Quinases Reguladas por Sinal Extracelular/metabolismo , Inflamação , Plasticidade Neuronal , Núcleos do Trigêmeo , Astrócitos/fisiologia , Astrócitos/metabolismo , Ratos Sprague-Dawley , Neurônios/fisiologia , Neurônios/metabolismoRESUMO
The aim of this study was to investigate the effect of ursodeoxycholic acid (UDCA) on intestinal Ca(2+) absorption and to find out whether the inhibition of this process caused by NaDOC could be prevented by UDCA. Chicks were employed and divided into four groups: (a) controls, (b) treated with 10mM NaDOC, (c) treated with 60 µg UDCA/100g of b.w., and (d) treated with 10mM NaDOC and 60 µg UDCA/100g of b.w. UDCA enhanced intestinal Ca(2+) absorption, which was time and dose-dependent. UDCA avoided the inhibition of intestinal Ca(2+) absorption caused by NaDOC. Both bile acids altered protein and gene expression of molecules involved in the transcellular pathway of intestinal Ca(2+) absorption, but in the opposite way. UDCA aborted the oxidative stress produced by NaDOC in the intestine. UDCA and UDCA plus NaDOC increased vitamin D receptor protein expression. In conclusion, UDCA is a beneficial bile acid for intestinal Ca(2+) absorption. Contrarily, NaDOC inhibits the intestinal cation absorption through triggering oxidative stress. The use of UDCA in patients with cholestasis would be benefited because of the protective effect on the intestinal Ca(2+) absorption, avoiding the inhibition caused by hydrophobic bile acids and neutralizing the oxidative stress.