神経細胞死とマウス プライマリ小脳顆粒ニューロンの変性をモデリング

小脳顆粒ニューロン (CGNs) 文化によく特徴があり、神経細胞死および開発^1,2,3,4,5,を勉強する効果的なモデルを務めています。⁶。 CGN 文化の in vitro N-メチル-D-アスパラギン酸 (NMDA) 受容体の早期発現が nmda シグナル伝達研究に魅力的なモデルをさせます。膜脱分極と組み合わせて NMDA とこれらの受容体の活性化は生理学的神経刺激をモデル化する使用され、シナプス可塑性^7,8のメカニズムに研究の許可されています。それどころか、応需型、急性脳損傷や神経変性疾患⁹で神経細胞の損失の主要なメカニズムをモデル化する NMDA リガンドによるこれらの受容体の過剰刺激を使用できます。応需型の誘導のメカニズムの 1 つは、急性神経障害と見られる減らされた酸素は、ATP 飢えです。これは、結果、膜の脱分極でグルタミン酸のレベルが上昇、および解放シナプス。過剰な Ca^{2 +}流入これらの受容体を介した Ca^{2 +}を含むいくつかの経路を順番にアクティブに昇格したグルタミン酸により NMDA 受容体の後続の overstimulation-活性化プロテアーゼ、ホスホリパーゼと酵素、重要な細胞内成分および細胞死の制御不能な劣化の結果します。さらに、高い細胞内 Ca^{2 +}酸素フリーラジカルとミトコンドリア損傷^10,11の発生につながります。

一方 nmda 刺激による神経毒性に伴う神経の損失の大半はカルシウム流入によるもので、バックス/博独立、細胞死の他のメカニズムは、このモデルから除外できません。壊死の両方の外観とアポトーシス毒性による細胞死は部分的に^{高い細胞内 Ca 2 +}レベル¹²によって引き起こされる DNA 損傷反応酸素種 (ROS) の生成のためのような。DNA 損傷はアポトーシス細胞死は、クロマチンの固まりおよびアポトーシス小体の外観などの特徴と関連づけられている、アポトーシスのメカニズムによって神経細胞死の結果します。アポトーシスの誘導、ミトコンドリアからシトクロム c の放出を介したし、バックス/Bak 重合¹³に依存するが示されています。バックス/Bak 重合は、シトクロム c の放出およびプロアポトーシス レギュレータ、軽度の虚血性損傷¹⁴で見るの活性化の結果、外ミトコンドリア膜の細孔形成を推進しています。

ROS の生成は、酸化防止剤、神経機能¹⁵の大きな酸素要求と相まって低内因性レベルのため脳に重要な問題です。虚血性イベントにさらされる, 一酸化窒素合成酵素は誘導、一酸化窒素の生産および活性酸素種¹⁴の増加です。酸素ラジカルの濃度の増加は DNA 損傷が発生し、エネルギー飢餓を間接的に引き起こす可能性ができます。ポリ ADP リボース ポリメラーゼ 1 (PARP 1)、真核生物のクロマチン結合タンパク質触媒 NAD⁺に不可欠なプロセスから ADP リボース単位の転送を担当の活性化で改善する DNA 二本鎖切断の高レベルDNA 修復の¹⁶。しかし、酸化ストレスによる過度の損傷、PARP 1 活性化を引き起こす可能性が増加ドレインによるエネルギー飢餓 NAD⁺、酸化的リン酸化による ATP の生産に必要な基板上。最終的には、酸化ストレスがミトコンドリアのチトクローム c の放出につながるバックス/Bak 依存的にアポトーシスを引き起こすし、CGNs ¹⁷ミトコンドリア リモデリング誘導するために示されています。

最後に、塩化カリウム (KCl) CGN の文化での濃度の変化は、低カリウム/脱分極を介したアポトーシス^18,19,20をモデルに使用できます。K⁺の低レベルにさらされる, CGNs ではミトコンドリアの呼吸と解糖系、携帯電話需要の減少²¹に帰因する両方の削減としてのレベルの減少の結果異なる生理学的変化を受ける核因子 κ b (nf κ B) 炎症とシナプス伝達²²を含む活動を調整します。このモデルは、神経細胞の開発の間に細胞死の研究の特定の興味のです。低 K⁺環境はより密接に生理学的な条件のようなし、により、神経発生²³中に見られる細胞死の特徴。

要約すると、CGNs は神経細胞死と変性の分子メカニズムを調査するため長年モデルを提供します。次のプロトコルの分離、CGNs、式またはウイルスと神経細胞傷害と変性を表す異なるメカニズムを介して神経細胞死の誘導を使用して特定の遺伝経路の抑制培養できるようになります。