K. Hultmanin väitöskirjasta. tPA ja PAI-1 sekä muisti

Tällä kertaa uusia uria aukaisevasta aspektista:
Tri K Hultman tarkasteli rheologisten tekijöitten kuten t-PA osuutta aivoston puolella.
(Tämä artikkeli on Veri ja hyytyminen- blogissani, mutta on aiheellista ottaa myös MemoryMuisti-blogiin, koska asia kuuluu neuronaaliseen plastisuuteen ja on uusi aspekti).


LÄHDE:Karin Hultman - On the regulation of tissue-type plasminogen activator (t-PA) and its inhibitor PAI-1 in the brain.

Avhandling för medicine doktorsexamen vid Sahlgrenska akademin, institutionen för neurovetenskap och fysiologi, sektionen för klinisk neurovetenskap och rehabmedicin Opponent: Ass. prof. David Howells, dept of Medicine, Austin Health, Heidelberg, Australia.
Betygsnämnd: Professor Pierre Åman, professor Carina Mallard och professor Per Sunnerhagen.Datum: 2010-10-15. Tid: 09:00 - 13:00.Kategorier: Forskning, Medicin

Tämä väitösrilaisuus oli alkanut jo aamusta ja pääsin kirjastolle vasta klo 13 jälkeen, joten sain tutustua abstraktiin ja kirjaan sinänsä kirjaston puolella iltapäivän aikana.


Tähän työhän on ollut seuraavia osatöitä:
I. Hultman K et al. Retinoids and activation of PKC induce tissue-type plasminogen activator (t-PA) expression and storage in human astrocytes. Journal of Thrombosis and Haemostasis 2008;6; 1796- 1803.
Retinoidit ja PKC aktivaatio indusoivat kudostyypin plasminogeeninaktivaattorin (t-PAI) ilmentymää ja varastoitumaa astrosyytteihin.

II. Hultman K et al. Expression of plasminogen activator inhibitor-1( PAI1) and protease nexin-1 in human astrocytes; response to injury- related factors. Journal of neuroscience Research 2010; 88;2441- 2449.
PAI1 ja nexiini-1 proteiinin (PN-1) esiintymää ihmisen astrosyytissä vasteena vauriotekijöille .
PAI1 = plasminogeeninaktivaattorin estäjä

III. Hultman K. et al. Potentiating effect of endothelial cells on astrocytic plasminogen activator inhibitor type-1 gene expression in an in vitro model of the blood brain barrier.Neuroscience 2010; 166; 408- 415.
Endoteelisoluilla on vahvistava vaikutus astrosyyttiseen PAI-1 geeniexpressioon veriaivonesteen (BBB) in vitro mallissa

IV. Hultman K. et al. Allele-specific transcription of the PAI-1 gene in human astrocytes. Thrombosis and Haemostasis 2010; August 30.
PAI-1 geenin alleelispesifinen transkriptio ihmisen astrosyyteissä.

V. Hultman K et al. Allelic imbalance of tissue- type plasminogen activator (t-PA) gene expression in human brain tissue. In manuscript.
Ihmisaivossa on t-PA geeniexpressiolla alleellista epätasapainoa.

• Mitä väitöskirjan abstrakti käsittelee ja valaisee tästä asiasta:

Väitöskirjan otsikkona on teksti:
On the regulation of tissue-type plasminogen activator (t-PA) and its inhibitor PAI-1 in the brain.
tPA:n ja sen estäjän PAI-1:n säätyminen aivossa.

• Abstraktin tekstistä suomennosta.

Seriiniproteaasi t-PA on vaskulaarisen systeemin fibrinolyysissä pääentsyymi ja sen takia sillä on kriittinen osuus tulpan hajoittamisessa. Viime vuosina tutkijat ovat alkaneet kohdistaa huomionsa t-PA:n osuuteen aivoissa, jossa se näyttää osallistuvan lukuisiin fysiologisiin ja patologisiin prosesseihin, myös eri aspekteihin synaptisessa plastisuudessa ja neurodegeneraatiossa.

Näihin päiviin asti on saatu tietoa t-PA:n ja sen inhibiittorin aivojen puoleisesta säätelystä vain koe-eläimellä (hiirellä) tehdyistä in vitro ja in vivo malleista. Kun on olemassa lajispesifisiä eroja näitten geenien ilmenemisessä, jää tällöin avoimeksi kysymykseksi, miten hyvin eläinmalleissa hankittuja tuloksia voidaan extrapoloida ihmiseen. Sen takia tämän väitöstyön tarkoituksena on ollut parantaa tietoa t-PA:n ja sen pääasillisen estäjän PAI-1:n säätelystä ihmisaivossa.

Tämä väitöskirja kuvaa ensimmäisen kerran astrosyyteissä olevan intrasellulaarisen t-PA aition, jonka pitoisuus voi lisääntyä vasteena retinonihapolle ( retinoic acid) ja PKC-entsyymin aktivaatiolle. (PKC= proteiinikinaasi C).

t-PA:n säädelty vapautuminen indusoituu vasteena forskoliinille ja histamiinille, mikä viittaa siihen, että astrosyytit osallistuvat aivoissa t-PA:n extrasellulaarisen pitoisuuteen. Kun tehtiin expressiotutkimuksia PAI-1:stä ja eräästä toisesta t-PA- estäjästä, proteaasista nexiini-1 (PN-1) kävi ilmi, että näiden estäjien ilmenemistaso säätyy dynaamisesti vaurioon liittyvistä tekijöistä kuten sytokiineista ja hypoxiasta, matalasta happipitoisuudesta. Tämä vaste saattanee edustaa tärkeää protektiivista mekanismia , mikä vähentää neurotoksisuutta tilanteissa, jolloin on liikaa t-PA-aktiivisuutta vallalla ihmisaivoissa, kuten aivoiskemian akuutissa vaiheessa tai epilepsiassa.
Vahvistavaa näyttöä siitä että liiallinen t-PA aktiivisuus voi johtaa veri-aivoesteen murtumiseen , saatiin tässä väitöstyössä tekemällä tutkimuksia jyrsijän veriaivonestemallissa t-PA:n , PAI-1:n ja PN-1:n ilmenemisprofiileista.

Tutkijat raportoivat, että astrosyyttein ja aivoverisuonten endoteelisolujen samanaikaisviljely potentioi ( vahvistaa) astrosyyttien PAI-1 geenin ilmentymää ja tämä vaste on vielä merkittävämpi, jos on läsnä proinflammtorisia ( tulehdusta edistäviä) stimuluksia esim. LPS ( lipopolysakkaridia).

Nämä löydöt viittaavat siihen, että astrosyyteillä ja endoteelisoluilla on tärkeä solujen keskeinen ( intersellulaarinen) signalointi t-PA- aktiivisuuden moduloinnissa veriaivoesteen alueella.

On aiemmin osoitettu että t-PA ja PAI-1 locuksissa esiintyy polymorfismia, geneettistä variaatiota , mikä vaikuttaa näiden geenien expressioon endoteelisoluissa. Nyt tutkijat halusivat tietää, onko tilanne aivojen puolellakin samalla tavalla. He tekivät alleelispesifisiä geeniexpressioanalyysejä ja osoittivat. että polymorfismi, jota sijaitsee t-PA-geenin ja PAI-1-geenin säätelyalueissa, vaikuttaa näiden geenien esiintymiseen ihmisaivokudoksessa ja vastaavasti ihmisen astrosyytissa.

Lisäksi he tekivät proteiini-DNA-interaktiotutkimuksia ja osoittivat , että transkriptiotekijöitten muuntunut sitoutuminen polymorfisiin kohtiin on löytöjen molekyyligeneettinen taustatekijä.

Tästä taas voidaan päätellä, että näitä polymorfioita voitaisiin käyttää tutkittaessa t-PA:n ja PAI-1:n ilmenemistasoissa esiintyvien erojen merkitystä ja kliinistä assosiaatiota.

Yhteenvetona tutkija sanoo löytöjen selventävän sitä mekanismia, millä t-PA ja PAI-1 säätyvät aivoissa. Tämän tiedon odotetaan lisäävän meidän käsitystämme siitä, miten t-PA osallistuu muistiprosessiin ja oppimistapahtumaan ja useisiin neurologisiin tiloihin, joihin liittyy muuntunut t-PA-pitoisuus.

---
HUOM tässä abstraktissa mainitaan vain lopuksi muistin ja oppimisen osuus. Varsinaisen väitöskirjan johdannossa ja tekstissä oli tästä runsaammin. Nämä tekijät kuuluvat neuronaaliseen plastisuuteen.

Oma kommentti:
En ole aiemmin tullut ajatelleeksi, että aivojen puolella voisi myös olla näitä reologisia tekijöitä, vaikka on tullut mietittyä, miten ihmeessä sulattuu normaalisti neuronaaliset sakat, koska varsinaista metabolista ubikitinaatio ym koneistoa tuskin voi samalla tavalla tehokkaasti olla aivoissa kuin muualla kehossa ja lisäksi aivoissa vallitsee eräänlaisen kirkkaan erityisnesteen miljöö, jossa varsinaista solujen fagosytääristä toimintaa ei voi olla yhtä tehokkaasti kuin muualla.
Aivot ovat siinä katabolisessa kapasiteetissa huonommassa asemassa kuin muut kehon kudokset, joten reologian tekijöijöitten kerebraalisten analogien antama apu on todella looginen. ne mm vastavaikuttavat amyloidiin.

Tämä uusi tieto saattaa todella ajattelemaan.
Taidanpa jälleen koota reologisia tekijöitä erikseen Veri ja hyytyminen-blogiin.