Defining the spatiotemporal modulation of mitophagy in the aging mammalian brain

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202202221338
Title: Defining the spatiotemporal modulation of mitophagy in the aging mammalian brain
Alternative title: Mitofagi i den åldrande hjärnan - en kvantitativ analys av de longitudinella och spatiala förändringarna i det centrala nervsystemet av däggdjur
Author: Rappe, Anna
Other contributor: Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202202221338
http://hdl.handle.net/10138/340806
Thesis level: master's thesis
Degree program: Neurotieteen maisteriohjelma
Master 's Programme in Neuroscience
Magisterprogrammet i neurovetenskap
Specialisation: Neurotiede
Neuroscience
Neurovetenskap
Abstract: Aging is the progressive accumulation of cellular dysfunction, stress and inflammation. The mitochondrial network plays a central role in the maintenance of cellular homeostasis, with a growing body of evidence assigning dysfunctional regulation of this network as cause or effect of age-related diseases including metabolic disorders, neuropathies, various forms of cancer and neurodegenerative diseases. Neuronal sensitivity to changes in energy supply and metabolic homeostasis make neurons especially susceptible to alterations in the mitochondrial network. Mitophagy, a specified form of autophagy, is the selective degradation and quality control mechanism of mitochondria by engulfment and fusion with acidic endolysosomal compartments of the cell. Mitophagy has been extensively characterised in cultured cells and short-lived model organisms. However, our understanding of physiological mitophagy during mammalian aging is unknown. This study utilizes mito-QC mitophagy reporter mice that enable in vivo detection and monitoring of mitochondrial turnover due to the distinct physicochemical properties of the tandem GFP-mCherry reporter. Using cohort groups of young and aged reporter mice, age-dependent alterations of mitophagy were quantified in the cerebellum and the outer nuclear layer (ONL) of the retina. Specific autophagy and mitophagy markers were used to assess the longitudinal alterations in the mitophagic landscape. Images of fixed brain tissue sections were attained by high-speed spinning disc confocal microscopy for the quantitative and histological analysis. This study characterises the longitudinal alterations of mitophagy in distinct regions of the central nervous system (CNS) of mitophagy reporter mice, demonstrating tissue-specific alterations in mitochondrial turnover throughout physiological time. Åldrande kan definieras som den successiva ackumuleringen av cellulär dysfunktion, stress och inflammation. I upprätthållandet av cellens funktioner och homeostas har det mitokondriella nätverket en central roll. Omfattande forskning visar att åldersrelaterade sjukdomar såsom neuropati, ämnesomsättningssjukdomar, olika cancerformer samt neurodegenerativa sjukdomar föranleds av mitokondriell dysfunktion. Neuroner är beroende av oavbruten energitillförsel och upprätthållen metabolisk homeostas, vilket gör dem speciellt mottagliga för förändringar i det mitokondriella nätverket. Mitofagi är en selektiv form av autofagi som degenererar och kvalitetskontrollerar mitokondrier genom att leverera dem till lysosomer där de bryts ned av hydrolytiska enzymer. Den aktuella kunskapen inom regleringen av och mekanismerna bakom mitofagi baserar sig på gedigen forskning av kortlivade organismer och cellkulturer. Däremot är vår kunskap inom åldrandets inverkan på mitofagi i däggdjur begränsad. I denna studie används musmodellen mito-QC vars rapportörgen består av ett binärt GFP-mCherry-komplex som besitter olika fysikaliska och kemikaliska egenskaper, vilket möjliggör upptäckt och analys av mitofagi in vivo. En kvantitativ jämförelse av mitofagi i unga och åldrande möss genomfördes i vävnadssnitt av cerebellum och av det yttre nukleära lagret av retinan. Specifika autofagi- och mitofagimarkörer användes för att utvärdera de longitudinella förändringarna i mitokondriell degenerering. Bilder för kvantitativ och histologisk analys erhölls med höghastighets spinning-disk-konfokalmikroskop. Denna forskning karaktäriserar de longitudinella förändringarna av mitofagi i definierade regioner av det centrala nervsystemet i musmodellen mito-QC och presenterar vävnadsspecifika förändringar i degenereringen av mitokondrier under åldrandets framskridande.
Subject: Aging
mitochondria
dysfunction
mitophagy
autophagy
quantification
mito-QC
Full text embargoed until: 2023-02-22


Files in this item

Files Size Format View

Embargo on files ends: 2023-02-22

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record