Điều hòa việc phiên mã gen sớm ngay lập tức Arc do yếu tố thần kinh nguồn gốc từ não (BDNF) qua canxi tế bào và calmodulin

Journal of Neuroscience Research - Tập 87 Số 2 - Trang 380-392 - 2009
Fei Zheng1, Yongneng Luo2, Hongbing Wang3
1Department of Biochemistry, Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA.
2Department of Physiology, Michigan State University, East Lansing, Michigan
3Neuroscience Program, Michigan State University, East Lansing, Michigan

Tóm tắt

Tóm tắtSự cảm ứng của gen sớm ngay lập tức Arc được cho là có liên quan mạnh mẽ đến tính dẻo của synapse. Mặc dù vai trò của ERK đã được chứng minh, việc điều hòa biểu hiện của Arc vẫn còn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra các con đường tín hiệu chính liên quan đến việc phiên mã Arc do yếu tố thần kinh nguồn gốc từ não (BDNF) trong các tế bào thần kinh vỏ não nuôi cấy. Phiên mã Arc kích thích bởi BDNF được điều chỉnh hoàn toàn bởi tín hiệu Ras-Raf-MAPK thông qua ERK, nhưng không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của phosphoinositide 3-kinase (PI3K) và PLC-γ. Mặc dù đã chứng minh rằng BDNF có thể thúc đẩy việc đưa canxi vào tế bào qua các kênh canxi và thụ thể NMDA, việc làm chelation canxi ngoại bào bằng EGTA đã không ngăn chặn được phiên mã Arc. Ngược lại, việc làm chelation canxi nội bào ([Ca2+]i) bằng BAPTA-AM đã loại bỏ việc tăng cường Arc do BDNF gây ra. Đáng ngạc nhiên, BAPTA-AM đã không ngăn chặn sự kích hoạt ERK, cho thấy rằng [Ca2+]i và Ras-Raf-MAPK không liên kết với nhau, và việc kích hoạt ERK một mình không đủ để làm tăng phiên mã Arc. Hơn nữa, chúng tôi đã phát hiện ra rằng việc ức chế calmodulin (CaM) bằng W13 đã chặn cả phiên mã Arc và sự kích hoạt ERK, cho thấy chức năng không phụ thuộc vào Ca2+ của CaM. Những dữ liệu này cho thấy những chức năng mới của [Ca2+]i và CaM trong tín hiệu BDNF. So sánh các hồ sơ phiên mã Arc giữa các tế bào thần kinh bị kích thích bởi Ca2+ và BDNF đã chứng minh rằng các cơ chế điều hòa được điều chỉnh riêng biệt cho các đặc điểm phức tạp của hoạt động thần kinh. Cụ thể, hoạt động của PI3K và protein kinase phụ thuộc vào CaM (CaMK) là cần thiết cho phiên mã Arc bị kích thích bởi Ca2+ thông qua việc điều chỉnh tín hiệu ERK. Sự liên lạc này giữa PI3K, CaMK, và ERK đã không xảy ra ở các tế bào thần kinh được kích thích bởi BDNF. © 2008 Wiley‐Liss, Inc.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/S0079-6123(07)63025-8

10.1523/JNEUROSCI.18-14-05322.1998

10.1038/nn1482

10.1016/j.neuron.2006.08.033

10.1074/jbc.274.8.4749

10.1016/S0896-6273(00)80395-5

10.1126/science.7907431

10.1038/16046

10.1523/JNEUROSCI.20-11-03993.2000

10.1038/75698

10.1523/JNEUROSCI.20-17-06459.2000

10.1146/annurev.neuro.24.1.677

10.1073/pnas.96.8.4686

10.1038/73888

10.1038/44847

10.1073/pnas.92.19.8856

10.1074/jbc.M410642200

10.1073/pnas.92.12.5734

10.1111/j.1460-9568.1997.tb01687.x

10.1016/S0092-8674(03)00727-X

10.1038/nrn1726

10.1016/0896-6273(95)90299-6

10.1016/S0306-4522(97)00325-4

10.1016/j.neuron.2004.09.012

10.1016/S0896-6273(03)00228-9

10.1101/lm.53403

10.1002/(SICI)1097-4695(19990205)38:2<234::AID-NEU6>3.0.CO;2-G

10.1016/S0006-8993(99)01592-9

10.1016/j.febslet.2007.04.041

10.1074/jbc.M109139200

10.1016/0896-6273(92)90067-N

10.1523/JNEUROSCI.20-08-02809.2000

10.1016/j.neuron.2006.08.024

10.1038/35049004

10.1124/jpet.102.038083

10.1038/nn1708

10.1098/rstb.2006.1894

10.1002/bies.20118

10.1016/S0166-2236(00)01672-6

10.1016/j.neuron.2006.08.034

10.1016/S0896-6273(00)80591-7

10.1016/j.jneumeth.2004.03.026

10.1016/S0896-6273(01)00561-X

10.1016/S0896-6273(00)80141-5

10.1523/JNEUROSCI.21-15-05484.2001

10.1097/01.ASN.0000043180.18456.47

10.1073/pnas.191352298

10.1038/nrn1647

10.1074/jbc.M508157200

10.1111/j.1471-4159.2007.04851.x

10.1523/JNEUROSCI.22-05-01532.2002

10.1111/j.1471-4159.2008.05478.x

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Neuroscience Research

Tập 87 Số 2

380-392

Thông tin tác giả