Vloga akvaporina 4 v uravnavanju volumna astrocitovLisjak, Marjeta (Avtor) Jorgačevski, Jernej (Mentor) astrocitivodni kanaliakvaporin 4AQP4AQP4bAQP4dAQP4eholesterolketaminVzdrževanje primernega ionskega in osmotskega ravnotežja je za normalno aktivnost možganov ključnega pomena. Astrociti se na spremembe v zunajcelični osmolarnosti odzovejo s hitrimi spremembami celičnega volumna. Mehanizem uravnavanega zmanjšanja volumna (angl. regulatory volume decrease; RVD) je pomemben pri preprečevanju poškodb celic, ki nabrekajo, saj vodi v normaliziranje celičnega volumna. Pri nabrekanju in sprožitvi RVD so v astrocitih udeleženi akvaporini 4 (AQP4), in sicer je bil fenomen RVD potrjen pri izooblikah AQP4a (M1) in AQP4c (M23). V doktorski disertaciji smo raziskali celično lokalizacijo in vpliv izražanja še neraziskanih izooblik AQP4, in sicer AQP4b, AQP4d in AQP4e, na uravnavanje celičnega volumna osamljenih podganjih astrocitov v hipoosmotskih razmerah. Spremembe celičnega volumna smo merili z barvilom sulforodamin 101. Rezultati so pokazali, da ima AQP4e pomembno vlogo pri nabrekanju in uravnavanju celičnega volumna astrocitov. Vpliv AQP4d na nabrekanje celic je bil znatno manjši, kot v primeru AQP4e, poleg tega AQP4d ni vplival na RVD. AQP4b ni imel neposredne vloge v uravnavanju celičnega volumna astrocitov pri do 10-minutni izpostavljenosti hipoosmotskim razmeram. AQP4 se v celični membrani združujejo v ortogonalne skupke (angl. orthogonal arrays of particles; OAP). Izražanje izooblik AQP4b in AQP4d v astrocitih je povzročilo zmanjšanje gostote OAP-jev, hkrati pa je izražanje AQP4d povzročilo povečanje OAP-jev. Pokazali smo, da sta AQP4b in AQP4d v astrocitih v znotrajcelični obliki, torej je njun vpliv na uravnavanje celičnega volumna astrocitov in reorganizacije OAP-jev posreden. V isoosmotskih razmerah je bila gostota OAP-jev nižja v razmerah povečanega izražanja AQP4b in AQP4d, medtem ko je bila gostota OAP-jev višja v razmerah povečanega izražanja AQP4e. V hipoosmotskih razmerah se je značilno spremenila gostota OAP-jev le v razmerah povečanega izražanja AQP4e, ne pa AQP4b in AQP4d. Hipoosmotske razmere so imele vpliv na razporeditev AQP4b in AQP4d le v zgodnjih endosomih, v katerih se je povečal delež obeh izooblik. Pri do 10-minutni izpostavitvi hipoosmotskim razmeram AQP4b in AQP4d nista vplivala na volumen Golgijevega aparata in lizosomov. Pokazal pa se je vpliv AQP4b na povečanje zgodnjih endosomov po daljši izpostavitvi hipoosmotskim razmeram. Hipoosmotske razmere tudi niso vplivale na hitrost potovanja mešičkov z AQP4b in AQP4d, in s tem povezanim znotrajceličnim prerazporejanjem AQP4b in AQP4d. Zadnje raziskave so pokazale vlogo lipidnih splavov pri uravnavanju aktivnosti AQP4. Z uporabo označevalca mCherry-D4, ki se veže na holesterolne domene, smo potrdili prisotnost AQP4 v lipidnih splavih. Preverili smo, ali bi ketamin lahko vplival na prerazporejanje holesterolnih domen v celični membrani. V celični membrani astrocitov je povzročil povečanje gostote lipidnih splavov, v fibroblastih pa povečanje površin lipidnih splavov. Dokazali smo vpliv ketamina na uravnavanje domen z visoko vsebnostjo holesterola v celični membrani astrocitov, kar bi lahko odsevalo robustni antidepresivni učinek tega zdravila.[M. Lisjak]20192019-10-16 07:45:26Doktorsko delo/naloga111852UDK: 616.8(043.3)VisID: 171983COBISS_ID: 936823sl