Giảm Biểu Hiện Protein Glucokinase Trong Hippocampus Của Chuột Bạch Tuổi Già

Springer Science and Business Media LLC - Tập 33 - Trang 477-481 - 2013
Choong Hyun Lee1, Joon Ha Park2, Moo-Ho Won2
1Department of Anatomy and Physiology, College of Pharmacy, Dankook University, Cheonan, South Korea
2Department of Neurobiology, School of Medicine, Kangwon National University, Chuncheon, South Korea

Tóm tắt

Glucokinase (GK) và protein điều hòa của nó (GKRP) có vai trò trong việc sử dụng glucose cũng như trong quá trình cảm nhận glucose trong não. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã so sánh sự biểu hiện protein GK và GKRP trong hippocampus của chuột bạch trưởng thành (tháng sau sinh thứ 6) và già (tháng sau sinh thứ 24) bằng phương pháp nhuộm miễn dịch mô học và phân tích western blot. Cả hai phản ứng miễn dịch GK và GKRP chủ yếu được quan sát thấy ở tế bào hình chóp của hippocampus chính và ở tế bào hạt của gyrus dentatus trong hippocampus của chuột bạch trưởng thành và già. Sự phản ứng miễn dịch GK, không phải GKRP, dường như giảm rõ rệt ở các tế bào hình chóp và tế bào hạt của nhóm già so với nhóm trưởng thành. Ngoài ra, phân tích western blot cũng cho thấy mức độ protein GK, không phải GKRP, giảm đáng kể ở hippocampus của nhóm già. Những kết quả này cho thấy rằng sự giảm của GK có thể liên quan chặt chẽ đến việc giảm sử dụng và hấp thụ glucose, mặc dù khả năng điều chỉnh của GK vẫn được duy trì trong hippocampus của tuổi già.

Từ khóa

#Glucokinase #protein điều hòa Glucokinase #hippocampus #chuột bạch #tuổi già #sử dụng glucose #phân tích western blot

Tài liệu tham khảo

Ahren B (2000) Autonomic regulation of islet hormone secretion—implications for health and disease. Diabetologia 43:393–410 Alvarez E, Roncero I, Chowen JA, Vazquez P, Blazquez E (2002) Evidence that glucokinase regulatory protein is expressed and interacts with glucokinase in rat brain. J Neurochem 80:45–53 Cheal ML (1986) The gerbil: a unique model for research on aging. Exp Aging Res 12:3–21 Duncan GE, Stumpf WE, Brustle O, Givens BS, Breese GR, Pilgrim C (1988) Topography of basal glucose utilization in the hippocampus determined with [1-14C]glucose and [6-14C]glucose. Neuroscience 24:877–883 Dunn-Meynell AA, Routh VH, Kang L, Gaspers L, Levin BE (2002) Glucokinase is the likely mediator of glucosensing in both glucose-excited and glucose-inhibited central neurons. Diabetes 51:2056–2065 Gage FH, Kelly PA, Bjorklund A (1984) Regional changes in brain glucose metabolism reflect cognitive impairments in aged rats. J Neurosci 4:2856–2865 Inoue K, Ito H, Uchida S, Taki Y, Kinomura S, Tsuji I, Sato S, Horie K, Kawashima R, Ito M, Fukuda H (2008) Decrease in glucose metabolism in frontal cortex associated with deterioration of microstructure of corpus callosum measured by diffusion tensor imaging in healthy elderly. Hum Brain Mapp 29:375–384 Jacobson L, Zhang R, Elliffe D, Chen KF, Mathai S, McCarthy D, Waldvogel H, Guan J (2008) Correlation of cellular changes and spatial memory during aging in rats. Exp Gerontol 43:929–938 Jiang L, Bechtel MD, Galeva NA, Williams TD, Michaelis EK, Michaelis ML (2012) Decreases in plasma membrane Ca(2+) -ATPase in brain synaptic membrane rafts from aged rats. J Neurochem 123:689–699 Jinno S, Kosaka T (2010) Stereological estimation of numerical densities of glutamatergic principal neurons in the mouse hippocampus. Hippocampus 20:829–840 Kang L, Dunn-Meynell AA, Rough VH, Gaspers LD, Nagata Y, Nishimura T, Eiki J, Zhang BB, Levin BE (2006) Glucokinase is a critical regulator of ventromedial hypothalamic neuronal glucosensing. Diabetes 55:412–420 Lee CH, Park JH, Choi JH, Yoo KY, Ryu PD, Won MH (2011a) Heat shock protein 90 and its cochaperone, p23, are markedly increased in the aged gerbil hippocampus. Exp Gerontol 46:768–772 Lee CH, Yoo KY, Ryu PD, Park JH, Choi JH, Kim S, Hwang IK, Kim YM, Won MH (2011b) Decreased glucagon-like peptide-1 receptor immunoreactivity in the dentate granule cell layer from adult in the gerbil hippocampus. Cell Mol Neurobiol 31:345–350 Liang Y, Jetton TL, Zimmerman EC, Najafi H, Matschinsky FM, Magnuson MA (1991) Effects of alternate RNA splicing on glucokinase isoform activities in the pancreatic islet, liver, and pituitary. J Biol Chem 266:6999–7007 Maekawa F, Toyoda Y, Torii N, Miwa I, Thompson RC, Foster DL, Tsukahara S, Tsukamura H, Maeda K (2000) Localization of glucokinase-like immunoreactivity in the rat lower brain stem: for possible location of brain glucose-sensing mechanisms. Endocrinology 141:375–384 Magistretti PJ (2000) Cellular bases of functional brain imaging: insights from neuron-glia metabolic coupling. Brain Res 886:108–112 Malaisse WJ, Malaisse-Lagae F, Davies DR, Vandercammen A, Van Schaftingen E (1990) Regulation of glucokinase by a fructose-1-phosphate-sensitive protein in pancreatic islets. Eur J Biochem 190:539–545 McNay EC, Gold PE (2001) Age-related differences in hippocampal extracellular fluid glucose concentration during behavioral testing and following systemic glucose administration. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 56:B66–B71 Messier C (2004) Glucose improvement of memory: a review. Eur J Pharmacol 490:33–57 Printz RL, Magnuson MA, Granner DK (1993) Mammalian glucokinase. Annu Rev Nutr 13:463–496 Roncero I, Alvarez E, Vazquez P, Blazquez E (2000) Functional glucokinase isoforms are expressed in rat brain. J Neurochem 74:1848–1857 Roncero I, Sanz C, Alvarez E, Vazquez P, Barrio PA, Blazquez E (2009) Glucokinase and glucokinase regulatory proteins are functionally coexpressed before birth in the rat brain. J Neuroendocrinol 21:973–981 Rosenzweig ES, Barnes CA (2003) Impact of aging on hippocampal function: plasticity, network dynamics, and cognition. Prog Neurobiol 69:143–179 Shulman RG, Rothman DL, Behar KL, Hyder F (2004) Energetic basis of brain activity: implications for neuroimaging. Trends Neurosci 27:489–495 Sutherland VL, McReynolds M, Tompkins LS, Brooks HL, Lynch RM (2005) Developmental expression of glucokinase in rat hypothalamus. Brain Res Dev Brain Res 154:255–258 Tack W, Wree A, Schleicher A (1989) Local cerebral glucose utilization in the hippocampus of old rats. Histochemistry 92:413–419 Thibault O, Porter NM, Chen KC, Blalock EM, Kaminker PG, Clodfelter GV, Brewer LD, Landfield PW (1998) Calcium dysregulation in neuronal aging and Alzheimer’s disease: history and new directions. Cell Calcium 24:417–433 Troup GM, Smith GS, Walford RL (1969) Life span, chronologic disease patterns, and age-related changes in relative spleen weights for the mongolian gerbil (Meriones unguiculatus). Exp Gerontol 4:139–143 Van Schaftingen E (1994) Short-term regulation of glucokinase. Diabetologia 37(Suppl 2):S43–S47 Zhang R, Kadar T, Sirimanne E, MacGibbon A, Guan J (2012) Age-related memory decline is associated with vascular and microglial degeneration in aged rats. Behav Brain Res 235:210–217