Mania ja BDNF-viestinvälitys
| Title: | Mania ja BDNF-viestinvälitys |
| Author(s): | Anttila, Jenni |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
| Discipline: | Pharmacology |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2013 |
| Abstract: |
Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and the receptor mediating its effects, neurotrophin receptor TrkB, seem to have a role in the pathophysiology and treatment of mood disorders such as depression and mania. BDNF is a neurotrophin that regulates the differentiation and survival of neurons and mediates neuronal plasticity. Lithium and valproate are mood stabilizing agents that are commonly used to treat mania but their mechanism of action is still unclear. However, both acute and chronic lithium treatment have been shown to activate TrkB receptor in the rodent anterior cingulate cortex. It has also been shown that chronic lithium and valproate treatment increase the amount of BDNF in the rodent brain. The aim of the experimental part of this master's thesis was to find out what are the effects of lithium and valproate on TrkB receptor activation and on the amount of intracellular BDNF protein levels in vitro on embryonic day 18 (E18) rat primary cortical neurons. In addition, the possible role of neuronal maturation was investigated by conducting the experiments with neuronal cultures aged 7 and 21 days in vitro. The research methods included two different types of enzyme linked immunosorbent assays (ELISA), phospho-Trk ELISA and BDNF ELISA. Western blot was used to confirm the results.
Therapeutically relevant concentration of lithiumchloride and valproate blocked BDNFinduced TrkB receptor phosphorylation in immature neurons aged 7 days in vitro. The effect of valproate was detected only with ELISA. In contrast, therapeutically relevant concentration of valproate increased TrkB receptor phosphorylation in immature neurons after one hour treatment. Lithium and valproate did not regulate TrkB receptor phosphorylation in mature neurons aged 21 days in vitro. However, therapeutically relevant concentration of lithium increased BDNF protein content in mature neurons after 24 hours treatment.
Therapeutically relevant concentration of valproate did not alter BDNF protein levels. In conclusion, neuronal maturation does have a role on the effects of lithium and valproate on TrkB receptor activation and regulation of BDNF protein levels. It is possible that lithium and valproate are harmful to immature neurons through blocking BDNF-induced TrkB receptor phosphorylation. Since therapeutically relevant concentration of lithium did not activate TrkB receptor as has been shown previously in vivo it seems that certain developmental processes are essential for lithium-induced TrkB receptor activation.
Aivoperäisellä hermokasvutekijällä (BDNF) ja sen vaikutuksia välittävällä hermokasvutekijäreseptori TrkB:llä vaikuttaa olevan rooli mielialahäiriöiden, kuten masennuksen ja manian, synnyssä ja lääkehoidossa. BDNF on neurotrofiinien perheeseen kuuluva proteiini, joka säätelee hermosolujen erilaistumista ja selviytymistä sekä aivojen muovautuvuutta. Litiumia ja valproaattia käytetään yleisesti manian hoitoon, mutta niiden vaikutusmekanismi on vielä osittain epäselvä. Sekä akuutisti että kroonisesti annostellun litiumin on kuitenkin todettu lisäävän TrkB-reseptorin aktivaatiota jyrsijän etuaivokuorella. On myös todettu, että krooninen valproaatti- ja litiumaltistus lisäävät BDNF-proteiinin määrää jyrsijän aivoissa. Tämän pro gradu-tutkielman kokeellisen osuuden tavoitteena oli tutkia litiumin ja valproaatin vaikutusta TrkB-reseptorin aktivaatioon sekä solunsisäiseen BDNF-proteiinin määrään in vitro rotan 18 päivän ikäisten sikiöiden (E18) aivokuoren primaarihermosoluilla. Lisäksi tutkittiin hermosolujen kypsymisen mahdollista vaikutusta lääkeainevasteeseen suorittamalla kokeet sekä seitsemän päivän että 21 päivän ikäisillä hermosoluviljelmillä. Tutkimusmenetelminä käytettiin kahta eri entsyymivälitteistä immunosorbenttimääritystä (ELISA), fosfo-Trk-ELISA:aa ja BDNF-ELISA:aa, sekä western blotia, jolla varmistettiin ELISA:lla saadut tulokset.
Litiumkloridi ja valproaatti estivät terapeuttisella pitoisuudella BDNF:n aikaansaamaa TrkBreseptorin fosforylaatiota seitsemän päivän ikäisissä primaarihermosoluissa. Valproaatin osalta vaikutus tuli ilmi vain ELISA-mittauksessa. Valproaatin havaittiin toisaalta lisäävän TrkB-reseptorin fosforylaatiota terapeuttisella pitoisuudella seitsemän päivän ikäisissä hermosoluviljelmissä tunnin kuluttua annostelusta. 21 päivän ikäisissä primaarihermosoluissa litiumilla ja valproaatilla ei ollut vaikutusta TrkB-reseptorin fosforylaatioon. Litium lisäsi terapeuttisella pitoisuudella BDNF-proteiinin määrää 24 tunnin altistuksen jälkeen vain 21 päivän ikäisissä hermosoluviljelmissä. Valproaatilla taas ei ollut terapeuttisella pitoisuudella vaikutusta BDNF-proteiinin määrään. Johtopäätöksinä voidaan todeta, että hermosolujen kypsyysasteella on merkitystä litiumin ja valproaatin vaikutuksiin TrkB-reseptorin aktivaatiossa sekä BDNF-proteiinin määrän säätelyssä. On mahdollista, että tutkitut lääkeaineet ovat haitallisia kehittyville hermosoluille niiden BDNF:n aikaansaamaa TrkBreseptorin fosforylaatiota estävän vaikutuksen kautta. Litium ei aktivoinut terapeuttisella pitoisuudella TrkB-reseptoria aivokuoren primaarihermosoluissa toisin kuin on havaittu in vivo, mikä saattaa kuvastaa erilaisten kehityksellisten prosessien merkitystä TrkB-reseptorin vasteessa litiumille.
|
| Keyword(s): | BDNF TrkB litium valproaatti mania primaarihermosolu |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| GRADU Anttila.pdf | 506.7Kb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [577]