Mozog je zložený z niekoľkých typov buniek, prevažne neurónov, glií a endotelových buniek ciev. Vzájomné vzťahy medzi nimi sú mimoriadne dôležité počas vývinu a rôznych patologických stavov, napr. zápale. Komunikácia medzi nimi je zabezpečená prostredníctvom neurotransmiterov, neuromodulátorov a ďalších signálnych molekúl, medzi ktoré patrí aj oxytocín. Oxytocín je neuropeptid produkovaný hypotalamom a transportovaný hypotalamo – hypofýzovou neurosekretorickou dráhou. Má neuroproliferačné a neurodiferenciačné vlastnosti, a boli u neho zistené aj protizápalové účinky.
Našim cieľom bolo popísať vzájomnú komunikáciu a zmeny morfológie počas kokultivácie neuroblastómových buniek SH-SY5Y a glioblastómových buniek U-87MG po navodení zápalu in vitro a zhodnotiť možný protektívny účinok oxytocínu.
Na vyvolanie zápalového procesu sme v experimentoch použili bakteriálny endotoxín lipopolysacharid (LPS). Zmeny morfológie neuroblastómových buniek boli hodnotené pomocou fluorescenčného mikroskopu po zafarbení aktínu faloidínom. Stanovovali sme génovú expresiu vybraných cytoskeletových proteínov (nestín a MAP2) prostredníctvom qPCR a hladiny týchto proteínov použitím in-cell westernu.
Inkubácia buniek v prítomnosti lipopolysacharidu počas 24 hodín znížila ich viabilitu meranú MTT testom. Oxytocín nezabránil tomuto toxickému účinku ani u jedného typu buniek. Neuroblastómové SH-SY5Y bunky inkubované 48 hodín v médiu, do ktorého glioblastómové U-87MG bunky ovplyvnené LPS vyplavovali signálne molekuly, svoju viabilitu nezmenili. Priama kokultivácia SH-SY5Y buniek s U-87MG v prítomnosti LPS a oxytocínu zmenila morfológiu buniek a mala vplyv na dĺžku axónu. Oxytocín zvyšoval expresiu a hladiny cytoskeletárneho proteínu MAP2 tak v prítomnosti, ako aj v neprítomnosti LPS.
Oxytocín v našich experimentoch menil morfológiu neuroblastómových buniek. Predpokladaný protektívny a protizápalový účinok oxytocínu sa neprejavil.
otázka
Zdravim Alexandra,
gratulujem Vám k veľmi zaujímavej práci. Chcel by som sa opýtať, ako by ste vysvetlili váš predpoklad, že zápal navodený bakteriálnym LPS bude pridanie oxytocínu k bunkám vo vašom experimente? Existuje nejaký mechanizmus, ktorým by ste to vysvetlili? Čo by podľa Vás in vivo znamenalo predlženie axonu po vyplavení oxytocínu? Akým mechanizmom podľa Vás mení oxytocín morfologiu neuroblasomovy buniek? Exprimujú tieto špecifické oxytocínové receptory?Ďakujem za odpoveď, o to viac, ked som položil trocha viac otázok :-)
Re: otázka
Zdravím,
V prvom rade ďakujem za záujem a položené otázky. Dúfam, že moje odpovede Vás rovnako zaujmú :)
Odpoveď na otázku:
- „Chcel by som sa opýtať, ako by ste vysvetlili váš predpoklad, že zápal navodený bakteriálnym LPS bude pridanie oxytocínu k bunká...�m vo vašom experimente?
Existuje nejaký mechanizmus, ktorým by ste to vysvetlili? “
Lipopolysacharid sa v animálnych aj in vitro experimentoch používa na navodenie zápalu. Existujú práce, ktoré zistili, že podanie oxytocínu má protizápalové účinky (1-3). Tieto protizápalové účinky boli testované na hlodavcoch resp. na ľuďoch. Pokiaľ je mi známe toto sú jedny z prvých experimentov s oxytocínom a LPS na bunkových kultúrach. Pokiaľ ide o mechanizmus, predpokladá sa, že oxytocín znížuje vyplavovanie cytokínov z gliálnych buniek (2, 3) a samotný oxytocín zlepšuje viabilitu buniek in vitro (4).
- „Čo by podľa Vás in vivo znamenalo predlženie axonu po vyplavení oxytocínu?“
Oxytocín má popri fyziologickom systémovom účinku, priamy vplyv na mozgové tkanivo a to hlavne ako neuromodulátor. Predĺženie axónu a jeho arborizácia môže zabezpečovať spojenia s ďalšími neuronálnymi bunkami. Je dokázané, že oxytocín vplýva na správanie, hlavne sociálne, ale aj na pamäť, čo môže byť vďaka práve takto vytvoreným novým spojeniam medzi bunkami.
- „Akým mechanizmom podľa Vás mení oxytocín morfologiu neuroblastomovych buniek?“
Práca Bakos a kol. (5) ukázala, že oxytocín mení génovú expresiu cytoskeletárnych proteínov a distribúciu aktínových vlákien smerom k apikálnym pólom dendritov aj axónu. Predpokladaným mechanizmom in vivo, je zvýšenie neurotrofných faktorov pod vplyvom oxytocínu.
-„Exprimujú tieto špecifické oxytocínové receptory?“
Ano, obe bunky exprimujú oxytocínový receptor (5).
Literatúra:
1. Bakos J, Lestanova Z, Strbak V, Havranek T, Bacova Z. Neonatal manipulation of oxytocin prevents lipopolysaccharide-induced decrease in gene expression of growth factors in two developmental stages of the female rat. Neuropeptides. 2014 Oct;48(5):281-6.
2. Işeri SO, Gedik IE, Erzik C, Uslu B, Arbak S, Gedik N, Yeğen BC. Oxytocin ameliorates skin damage and oxidant gastric injury in rats with thermal trauma. Burns. 2008 May;34(3):361-9.
3. Clodi M, Vila G, Geyeregger R, Riedl M, Stulnig TM, Struck J, Luger TA, Luger A. Oxytocin alleviates the neuroendocrine and cytokine response to bacterial endotoxin in healthy men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008 Sep;295(3):E686-91.
4. Bakos J, Strbak V, Ratulovska N, Bacova Z. Effect of oxytocin on neuroblastoma cell viability and growth. Cell Mol Neurobiol. 2012 Jul;32(5):891-6.
5. Bakos J, Strbak V, Paulikova H, Krajnakova L, Lestanova Z, Bacova Z. Oxytocin receptor ligands induce changes in cytoskeleton in neuroblastoma cells. J Mol Neurosci. 2013 Jul;50(3):462-8.
Re: otázka
otázka