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L'excitotoxicité est l'un des mécanismes les plus importants qui contribuent à une lésion neuronale et la mort cellulaire dans injurieux neurologiques tels que l'ischémie, et dans certaines maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer 1. Ce type de neurotoxicité est principalement médiée par le glutamate agissant sur Ca 2+ -permeable, les récepteurs NMDA (NMDAR ionotropique) 2. L'exposition des neurones cultivés à glutamate peut entraîner des excitotoxicité 3, ce qui provoque l'apoptose neuronale 4. Nous et d'autres avons précédemment rapporté que la vulnérabilité neuronale à l'apoptose induite par le NMDA peut changer avec le développement in vitro et le vieillissement de 5-8.
Il est largement admis que l'augmentation de la libre cytosolique-concentration de Ca 2+ ([Ca 2+] CYT) conduit à l'activation des cellules. Toutefois, si cette hausse est trop élevée et / ou assez soutenue, il peut déclencher la mort cellulaire 9. En outre, il a été proposéque excitotoxicité nécessite Ca 2+ mitochondrial absorption 10, puisque le traitement des neurones avec un neurones découplant mitochondrial protégées contre induite par le glutamate mort cellulaire 11. Si mitochondries prennent trop de Ca 2+, de l'ouverture du pore de transition mitochondrial perméabilité peut se produire, conduisant à la libération de cytochrome c et d'autres facteurs pro-apoptotiques, et induisant l'apoptose. Nous avons récemment montré que cette mitochondrial Ca2 + absorption est directement liée à la sensibilité dépendant de l'âge à l'excitotoxicité, en mesurant directement NMDA induite par Ca2 + mitochondrial absorption dans les neurones hippocampiques individuelles 5, un procédé qui est indiqué dans cet article. L'hippocampe, impliquée dans les processus physiologiques tels que l'apprentissage, la mémoire et d'autres processus cognitifs 12, est très vulnérable au vieillissement et les troubles neurodégénératifs 13. Il a été proposé que, après plusieurs semaines in vitro, en cultureneurones de l'hippocampe montrent un certain nombre de caractéristiques typiques des neurones âgées de 14. En conséquence, les neurones d'hippocampe en culture à long terme peuvent fournir un modèle global pour enquêter Ca 2+ mécanismes médiées de excitotoxicité accrue dans le vieillissement.
L'objectif global de la méthode présentée est, par conséquent, pour enquêter sur des changements substantiels dans l'homéostasie intracellulaire de Ca2 + ou Ca 2+ remodelage dans le vieillissement du cerveau, y compris les réponses de l'écart Ca induites par des agonistes des récepteurs NMDA dans un long-terme neurones d'hippocampe en culture . Le procédé comprend une description détaillée de la culture des neurones d'hippocampe de rat et de la surveillance des concentrations de Ca2 + cytosolique et mitochondriale par fluorescence et l'imagerie par bioluminescence dans les neurones individuels, respectivement. Imagerie de fluorescence de Ca2 + cytosolique dans des neurones en culture est une procédure standard. Cependant, cette méthode est moins fiable pour souscellulaire, y compris les mesures de Ca2 + mitochondrial Ca 2+. Les raisons en sont le manque de ciblage des sondes synthétiques et d'affinité inapproprié pour concentrations de Ca2 + qui peuvent changer dans les mitochondries du niveau de iM faible, même au niveau mM. L'utilisation de Ca 2+ sondes à base de protéines comme par exemple l'aequorine, a permis de cibler les organelles subcellulaires et à l'utilisation de dérivés différentes affinités Ca2 + en utilisant différentes sondes ou cœlentérazines mutées dépourvues de Ca 2+ spécifique 15 sites de liaison. De cette manière, l'imagerie par bioluminescence de cellules exprimant l'aequorine mitochondriale ciblée peut permettre le contrôle des concentrations de Ca2 + mitochondrial dans des neurones individuels. Pourtant, cette procédure peut nécessiter l'utilisation de caméras de comptage de photons ou des caméras CCD ultrasensibles pour la bioluminescence imagerie 16-18. Cette méthode peut donner de nouveaux résultats qui devraient être confirmée dans plus establMINE modèles de vieillissement du cerveau que, par exemple, des tranches de cerveau de vieux animaux.