Inhibice histon-deacatyláz a mitochondriální pohyb v neuronech

Abstract

Inhibice histon deacetyláz a mitochondriální pohyb v neuronech Mitochondriální pohyb je nezbytný pro správnou funkci neuronů a jeho narušení vede k neurodegeneraci. Podařilo se nám nalézt signifikantní rozdíly v pohybu mitochondrií mezi neurony striata a cortexu, získanými z mozku potkanů. Ve striatu se mitochondrie pohybují nižšími průměrnými rychlostmi a se sníženou celkovou dynamikou v porovnání s cortexem, přičemž zaujímají stejnou frakční okupaci nervových výběžků. V diplomové práci je diskutováno, jak tento fakt může přispět ke zvýšené náchylnosti k neurodegeneraci buněk striata. Použili jsme dvě různé metody analýzy mitochondriálního pohybu: manuální a polo- automatickou. Tyto metody dokáží určit průměrné rychlosti jednotlivých mitochondrií stejně jako celkovou dynamiku mitochondrií v určité sledované oblasti. Analyzovali jsme pouze neurony s vytvořenými synaptickými propojeními, mitochondrie se pohybovaly v obou směrech stejnými průměrnými rychlostmi, proto nebyly dále rozlišovány dle směru pohybu. Naše předběžné výsledky také odhalily, že inhibice histon deacetyláz pomocí trichostatinu A zvyšuje pohyb mitochondrií v neuronech striata, nezávisle na mitochondriální frakční okupaci a hladině Ca2+ ve výběžcích neuronů. Předpokládáme, že pravděpodobným mechanismem vzrůstu dynamiky mitochondrií...

1 Abstract Histone Deacetylase Inhibition and Mitochondrial Trafficking in Living Neurons Mitochondrial trafficking is necessary for proper neuronal function and its impairment leads to neurodegeneration. We have found significant differences in mitochondrial movement between cortical and striatal neurons derived from rat brain. In striatum, mitochondria move with lower average speeds and decreased overal mitochondrial dynamics than those in cortex, exhibiting the same mitochondrial fractional occupancy in neuronal processes. How this could contribute to high striatal vulnerability in neurodegeneration is discussed. We used two different methods of trafficking analysis: manual and semi-automatic. These analyses determine average movement speeds of single mitochondria, as well as overal mitochondrial dynamics in particular field. Only neurons with established synaptic connections were analyzed, mitochondria travelling in both directions were found to move with equivalent average speeds, thus not further distinguished. Our preliminary results also reveal that histone deacetylase inhibition with trichostatin A increases mitochondrial trafficking in striatal neurons, independently of mitochondrial fractional occupancy and Ca2+ levels in neuronal processes. We suggest that possible mechanism of this effect is...