BS3 Chemical Crosslinking Assay: Bewertung der Wirkung von chronischem Stress auf die Präsentation desGABA-A-Rezeptors auf der Zelloberfläche im Gehirn von Nagetieren

Akiko Sumitomo; Runhao Zhou; Thomas Prevot; Etienne Sibille; Toshifumi Tomoda

doi:10.3791/65063

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Methodenartikel

BS3 Chemical Crosslinking Assay: Bewertung der Wirkung von chronischem Stress auf die Präsentation des_{GABA-A-Rezeptors} auf der Zelloberfläche im Gehirn von Nagetieren

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DOI:

10.3791/65063

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26. Mai 2023

Akiko Sumitomo¹ , Runhao Zhou¹^,² , Thomas Prevot¹^,³ , Etienne Sibille¹^,²^,³ , Toshifumi Tomoda¹^,³

¹Centre for Addiction and Mental Health (CAMH), Campbell Family Mental Health Research Institute, ²Department of Pharmacology and Toxicology, University of Toronto, ³Department of Psychiatry, University of Toronto

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Der BS3 Chemical Crosslinking Assay zeigt eine reduzierte Expression des_{GABA-A-Rezeptors} auf der Zelloberfläche im Gehirn von Mäusen unter chronischen psychosozialen Stressbedingungen.

Zusammenfassung

Angst ist ein Gefühlszustand, der das Verhalten von Tieren, einschließlich der kognitiven Funktionen, variabel beeinflusst. Verhaltensauffällige Angstzustände werden im gesamten Tierreich beobachtet und können entweder als adaptive oder maladaptive Reaktionen auf eine Vielzahl von Stressmodalitäten erkannt werden. Nagetiere bieten ein bewährtes experimentelles Modell für translationale Studien, die sich mit den integrativen Mechanismen der Angst auf molekularer, zellulärer und Schaltkreisebene befassen. Insbesondere löst das Paradigma des chronischen psychosozialen Stresses maladaptive Reaktionen aus, die angst-/depressive Verhaltensphänotypen nachahmen, die zwischen Menschen und Nagetieren analog sind. Während frühere Studien signifikante Auswirkungen von chronischem Stress auf den Neurotransmittergehalt im Gehirn zeigen, ist die Wirkung von Stress auf den Neurotransmitterrezeptorspiegel nur unzureichend untersucht. In diesem Artikel stellen wir eine experimentelle Methode zur Quantifizierung der neuronalen Oberflächenniveaus von Neurotransmitterrezeptoren in Mäusen unter chronischem Stress vor, wobei wir uns insbesondere auf Gamma-Aminobuttersäure (GABA)-Rezeptoren konzentrieren, die an der Regulation von Emotionen und Kognition beteiligt sind. Mit Hilfe des membranundurchlässigen irreversiblen chemischen Vernetzers Bissulfosuccinimidylsuberat (BS3) zeigen wir, dass chronischer Stress die Oberflächenverfügbarkeit von_{GABA-A-Rezeptoren} im präfrontalen Kortex signifikant herunterreguliert. Die neuronalen Oberflächenniveaus von GABA-A-Rezeptoren sind der geschwindigkeitsbegrenzende Prozess für die GABA-Neurotransmission und könnten daher als molekularer Marker oder Proxy für den Grad angst-/depressiver Phänotypen in experimentellen Tiermodellen verwendet werden. Dieser Vernetzungsansatz ist auf eine Vielzahl von Rezeptorsystemen für Neurotransmitter oder Neuromodulatoren anwendbar, die in jeder Gehirnregion exprimiert werden, und soll zu einem tieferen Verständnis der Mechanismen beitragen, die Emotionen und Kognition zugrunde liegen.

Einleitung

Neurotransmitterrezeptoren sind entweder an der Oberfläche der neuronalen Plasmamembran oder intrazellulär auf den Endomembranen (z. B. dem Endosom, dem endoplasmatischen Retikulum [ER] oder dem trans-Golgi-Apparat) lokalisiert und pendeln dynamisch zwischen diesen beiden Kompartimenten, abhängig von intrinsischen physiologischen Zuständen in Neuronen oder als Reaktion auf extrinsische neuronale Netzwerkaktivitäten ^1,2. Da neu sezernierte Neurotransmitter ihre physiologischen Funktionen in erster Linie über den oberflächenlokalisierten Rezeptorpool hervorrufen, sind die Oberflächenrezeptorspiegel für einen bes....