Chuyển hóa Prostaglandin E2 trong não chuột: Vai trò của các giao diện máu-não

Cerebrospinal Fluid Research - 2008
Eudéline Alix1,2,3, Charlotte Schmitt1,2,3, Nathalie Strazielle2,3,4,1, Jean-François Ghersi-Egea1,3,2
1Faculté de médecine Laennec, Lyon, France
2INSERM, U 842, Lyon
3Université de Lyon
4Brain-i, Lyon, France

Tóm tắt

Tóm tắt Giới thiệu Prostaglandin E2 (PGE2) tham gia vào việc điều chỉnh hoạt động synap và tính dẻo dai, cũng như trong sự trưởng thành của não bộ. Nó cũng là một chất trung gian quan trọng trong phản ứng trung tâm đối với các thách thức viêm nhiễm. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá khả năng của các mô tạo thành các giao diện máu-não trong việc đóng vai trò như các vị trí kết thúc tín hiệu cho PGE2 thông qua quá trình bất hoạt chuyển hóa. Phương pháp Hoạt động đặc hiệu của 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase đã được đo trong các chế phẩm đồng nhất từ các mạch máu nhỏ, màng mạch và vỏ não tách ra từ não chuột non và trưởng thành, và so sánh với hoạt động đo được ở các cơ quan ngoại vi đã được xác định là các vị trí kết thúc tín hiệu cho prostaglandins. Các chất chuyển hóa của PGE2 được sản xuất ex vivo bởi màng mạch đã được xác định và định lượng bằng phương pháp HPLC kết hợp với phát hiện bằng hóa phóng xạ. Kết quả Dữ liệu xác nhận sự vắng mặt của hoạt động chuyển hóa trong nhu mô não, và cho thấy rằng không có hoạt động có thể phát hiện được liên quan đến các mạch máu nhỏ trong não tạo thành hàng rào máu-não. Ngược lại, hoạt động của 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase đã được đo ở cả màng mạch của não thất thứ tư và não thất bên từ chuột 2 ngày tuổi, mặc dù ở mức thấp hơn so với phổi hoặc thận. Hoạt động này hầu như không thể phát hiện được ở mô màng mạch trưởng thành. Các hồ sơ chuyển hóa cho thấy rằng màng mạch tách biệt có khả năng chuyển hóa PGE2, chủ yếu thành 13,14-dihydro-15-keto-PGE2. Trong các buổi nuôi cấy ngắn hạn, chất chuyển hóa này phân bố trong các mô thay vì trong môi trường bên ngoài, cho thấy việc giải phóng của nó vào stroma màng mạch. Kết luận Mô màng mạch của chuột có khả năng đáng kể trong việc chuyển hóa PGE2 trong giai đoạn đầu của cuộc sống sau sinh. Hoạt động chuyển hóa này có thể tham gia vào việc kết thúc tín hiệu của PGE2 được giải phóng trung tâm trong não, hoặc hoạt động như một hàng rào enzym để duy trì sự đồng nhất của PGE2 trong dịch não tủy trong giai đoạn quan trọng đầu sau sinh của sự phát triển não bộ.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Ivanov AI, Romanovsky AA: Prostaglandin E2 as a mediator of fever: synthesis and catabolism. Front Biosci. 2004, 9: 1977-1993. 10.2741/1383.

Smith WL, DeWitt DL, Garavito RM: Cyclooxygenases: structural, cellular, and molecular biology. Annu Rev Biochem. 2000, 69: 145-182. 10.1146/annurev.biochem.69.1.145.

Consilvio C, Vincent AM, Feldman EL: Neuroinflammation, COX-2, and ALS--a dual role?. Exp Neurol. 2004, 187 (1): 1-10. 10.1016/j.expneurol.2003.12.009.

Chen C, Bazan NG: Lipid signaling: sleep, synaptic plasticity, and neuroprotection. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2005, 77 (1-4): 65-76. 10.1016/j.prostaglandins.2005.07.001.

Minghetti L: Cyclooxygenase-2 (COX-2) in inflammatory and degenerative brain diseases. J Neuropathol Exp Neurol. 2004, 63 (9): 901-910.

Konsman JP, Parnet P, Dantzer R: Cytokine-induced sickness behaviour: mechanisms and implications. Trends Neurosci. 2002, 25 (3): 154-159. 10.1016/S0166-2236(00)02088-9.

Romanovsky AA, Almeida MC, Aronoff DM, Ivanov AI, Konsman JP, Steiner AA, Turek VF: Fever and hypothermia in systemic inflammation: recent discoveries and revisions. Front Biosci. 2005, 10: 2193-2216. 10.2741/1690.

Ensor CM, Tai HH: 15-Hydroxyprostaglandin dehydrogenase. J Lipid Mediat Cell Signal. 1995, 12 (2-3): 313-319. 10.1016/0929-7855(95)00040-W.

Nakano J, Prancan AV, Moore SE: Metabolism of prostaglandin E 1 in the cerebral cortex and cerebellum of the dog and rat. Brain Res. 1972, 39 (2): 545-548. 10.1016/0006-8993(72)90462-3.

Pace-Asciake CR, Rangaraj G: Prostaglandin biosynthesis and catabolism in the developing fetal sheep brain. J Biol Chem. 1976, 251 (11): 3381-3385.

Krunic N, Adamson SL, Coceani F: Differential uptake and catabolism of prostaglandin (PG)E(2) versus PGF(2alpha) in the sheep choroid plexus during development. Brain Res Dev Brain Res. 2000, 119 (1): 11-19. 10.1016/S0165-3806(99)00138-8.

Krunic N, Adamson SL, Ackerley C, Okita RT, Coceani F: Perinatal changes in choroidal 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase: implications for prostaglandin removal from brain. Brain Res Dev Brain Res. 2000, 121 (2): 145-155. 10.1016/S0165-3806(00)00033-X.

Strazielle N, Ghersi-Egea JF: Demonstration of a coupled metabolism-efflux process at the choroid plexus as a mechanism of brain protection toward xenobiotics. J Neurosci. 1999, 19 (15): 6275-6289.

Ghersi-Egea JF, Leninger-Muller B, Suleman G, Siest G, Minn A: Localization of drug-metabolizing enzyme activities to blood-brain interfaces and circumventricular organs. J Neurochem. 1994, 62 (3): 1089-1096.

Peterson GL: A simplification of the protein assay method of Lowry et al. which is more generally applicable. Anal Biochem. 1977, 83 (2): 346-356. 10.1016/0003-2697(77)90043-4.

Caley DW, Maxwell DS: Development of the blood vessels and extracellular spaces during postnatal maturation of rat cerebral cortex. J Comp Neurol. 1970, 138 (1): 31-47. 10.1002/cne.901380104.

Tai HH, Ensor CM, Tong M, Zhou H, Yan F: Prostaglandin catabolizing enzymes. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2002, 68-69: 483-493. 10.1016/S0090-6980(02)00050-3.

DiBenedetto FE, Bito LZ: Transport of prostaglandins and other eicosanoids by the choroid plexus: its characterization and physiological significance. J Neurochem. 1986, 46 (6): 1725-1731.

Khuth ST, Strazielle N, Giraudon P, Belin MF, Ghersi-Egea JF: Impairment of blood-cerebrospinal fluid barrier properties by retrovirus-activated T lymphocytes: reduction in cerebrospinal fluid-to-blood efflux of prostaglandin E2. J Neurochem. 2005, 94 (6): 1580-93. Epub 2005 Jul 18.. 10.1111/j.1471-4159.2005.03309.x.

Strazielle N, Khuth ST, Ghersi-Egea JF: Detoxification systems, passive and specific transport for drugs at the blood-CSF barrier in normal and pathological situation. Adv Drug Deliv Rev. 2004, 56: 1717-1740. 10.1016/j.addr.2004.07.006.

Aktan S, Aykut C, Ercan S: Leukotriene C4 and prostaglandin E2 activities in the serum and cerebrospinal fluid during acute cerebral ischemia. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 1991, 43 (4): 247-249. 10.1016/0952-3278(91)90037-6.

Engblom D, Saha S, Engstrom L, Westman M, Audoly LP, Jakobsson PJ, Blomqvist A: Microsomal prostaglandin E synthase-1 is the central switch during immune-induced pyresis. Nat Neurosci. 2003, 6 (11): 1137-8. Epub 2003 Oct 19.. 10.1038/nn1137.

Inoue W, Matsumura K, Yamagata K, Takemiya T, Shiraki T, Kobayashi S: Brain-specific endothelial induction of prostaglandin E(2) synthesis enzymes and its temporal relation to fever. Neurosci Res. 2002, 44 (1): 51-61. 10.1016/S0168-0102(02)00083-4.

Amateau SK, McCarthy MM: Induction of PGE2 by estradiol mediates developmental masculinization of sex behavior. Nat Neurosci. 2004, 7 (6): 643-650. 10.1038/nn1254.

Dziegielewska KM, Ek J, Habgood MD, Saunders NR: Development of the choroid plexus. Microsc Res Tech. 2001, 52 (1): 5-20. 10.1002/1097-0029(20010101)52:1<5::AID-JEMT3>3.0.CO;2-J.

Strazielle N, Ghersi-Egea JF: Choroid plexus in the central nervous system: biology and physiopathology. J Neuropathol Exp Neurol. 2000, 59 (7): 561-574.

Reid G, Wielinga P, Zelcer N, van der Heijden I, Kuil A, de Haas M, Wijnholds J, Borst P: The human multidrug resistance protein MRP4 functions as a prostaglandin efflux transporter and is inhibited by nonsteroidal antiinflammatory drugs. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003, 100 (16): 9244-9. Epub 2003 Jun 30.. 10.1073/pnas.1033060100.

Leggas M, Adachi M, Scheffer GL, Sun D, Wielinga P, Du G, Mercer KE, Zhuang Y, Panetta JC, Johnston B, Scheper RJ, Stewart CF, Schuetz JD: Mrp4 confers resistance to topotecan and protects the brain from chemotherapy. Mol Cell Biol. 2004, 24 (17): 7612-7621. 10.1128/MCB.24.17.7612-7621.2004.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Cerebrospinal Fluid Research

Thông tin tác giả