Dopamiinitransportteri (kirjallisuuskatsaus) : GDNF:n merkitys addiktiossa : amfetamiinin vaikutus striatumin dopamiinipitoisuuteen MEN2B- ja GDNF-cKO-hiirikannoilla (kokeellinen osa)

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151211
Title: Dopamiinitransportteri (kirjallisuuskatsaus) : GDNF:n merkitys addiktiossa : amfetamiinin vaikutus striatumin dopamiinipitoisuuteen MEN2B- ja GDNF-cKO-hiirikannoilla (kokeellinen osa)
Author: Montonen, Heidi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2013
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151211
http://hdl.handle.net/10138/38456
Thesis level: master's thesis
Discipline: Farmakologi
Pharmacology
Farmakologia
Abstract: Literature review: The plasma membrane DA transporter (DAT) belongs to the family of Na+/ClÙÄÉ≠ dependent neurotransmitter transporters. DAT is the primary mechanism for clearance of dopamine from the extracellular space and transporting it back to the presynaptic nerve terminals. There's a great interest in the DAT and its regulation as its substrate, dopamine, mediates a wide array of physiological functions e.g. locomotor activity, cognition and the control of motivated behaviors. With selective transport DAT limits the intensity and the duration of dopaminergic signal. Its function is regulated by several kinases, phosphatase and protein-protein interactions. The altered expression of DAT may be related to several neurological diseases such as Parkinson's disease, addiction and ADHD. To study DAT's function, several genetically modified mouse lines including DAT knockout mice, DAT knockdown mice and DAT knock in mice with elevated DAT levels have been generated. Experimental part: Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) plays important role in the survival and function of dopaminergic neurons, learning, memory and synaptic plasticity. More recently, several studies have shown that GDNF can also negatively regulate the actions of abused drugs. The aim of this study was to investigate GDNF's role and mechanism of action in plasticity and function of the dopaminergic neurons projecting to striatum. For that purpose, we used in vivo microdialysis in freely moving mice. We chose two different mouse lines: MEN2B mice with constitutive active Ret-signaling and elevated striatal dopamine concentrations, and GDND-cKO mice that lack GDND in the central nervous system. Microdialysis guide cannula was implanted in the dorsal striatum in the stereotaxic surgery and the mice were allowed to recover for 5-7 days. The concentrations of dopamine and its metabolites DOPAC and HVA and also 5-HIAA were determined from the samples by highperformance liquid chromatography. Microdialysis was performed twice for every mouse on days 1 and 4. Between microdialysis days, the mice were given amphetamine 1 mg/kg i.p. on days 2 and 3. In the microdialysis experiment, the mice received amphetamine stimulation (100 µM/60 min) via microdialysis probe. The placements of microdialysis probes were verified from fixed brain sections after the experiments. Amphetamine increased the dopamine output in both mouse lines, but there were no statistically significant differences in striatal dopamine concentrations between genotypes neither after acute nor chronic administration. However, there was a difference between the dopamine outputs in days 1 and 4 in both MEN2B and GDNF-cKO mice: The striatal dopamine concentrations were significantly lower on the second microdialysis day. This may be a sing from tolerance to the drug. However, without more research, it is not possible, by this experiment, to draw direct conclusions of GDNF's role in addiction and in plasticity in striatum. It is possible that the differences between genotypes are too small to be seen with microdialysis. Development of compensatory mechanisms in mice cannot be ruled out either. Effects may also vary between different brain areas.Kirjallisuuskatsaus: Solukalvolla sijaitseva aktiivinen kuljetusproteiini, dopamiinitransportteri (DAT) on yksi elimistön kolmesta monoamiinitransportterista. DAT:n tärkein tehtävä on solunulkoisen dopamiinipitoisuuden säätely ja dopaminergisen neurotransmission päättäminen. Kiinnostus DAT:a ja se toimintaa kohtaan on suuri, sillä sen substraatti, dopamiini, osallistuu useiden fysiologisten toimintojen kuten liikeaktiivisuuden, kognition ja tunnetilojen säätelyyn. DAT kuljettaa solunulkoiseen tilaan vapautuneen dopamiinin takaisin presynaptiseen hermopäätteeseen vaikuttaen näin sekä dopamiinin vaikutuksen kestoon että intensiteettiin. Sen toiminta on tarkoin säädeltyä useiden proteiinikinaaisen, fosfataasien ja proteiini-proteiini-interaktioiden avulla. DAT:n epänormaali toiminta on yhdistetty useisiin sairauksiin kuten Parkinsonin tautiin, addiktioon ja ADHD:en. DAT:n tutkimista varten on kehitetty myös useita muuntogeenisiä eläinmalleja, kuten DAT-poistogeeninen hiirikanta, DAT knock down -hiirinkanta, sekä DAT:a yli-ilmentävä knock in -hiirikanta. Kokeellinen osa: Gliasolulinjaperäisellä hermokasvutekijällä (GDNF) on tärkeä rooli dopamiinihermosolujen toiminnassa ja selviytymisessä sekä oppimisen ja muistin säätelyssä. Nyt tehdyn tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää GDNF:n roolia ja toimintamekanismia striatumiin synapsoivien dopamiinineuronien toiminnassa ja plastisuudessa. Tutkimuksessa käytettiin kahta muuntogeenistä hiirikantaa. MEN2B-hiiriä, joilla GDNF:n signalointireseptori Ret on jatkuvasti aktiivinen ja kohonnut stritaumin dopamiinipitoisuus, sekä konditionaalista poistogeenistä hiirikantaa, jolta GDNF on poistettu keskushermostosta. Tutkimusmenetelmänä käytettiin in vivo -mikrodialyysiä vapaasti liikkuvilla hiirillä. Hiirille asennettiin anestesiassa ohjauskanyyli dorsaaliseen striatumiin, minkä jälkeen ne saivat toipua 5-7 päivää. Mikrodialyysi suoritettiin hiirille yhteensä kaksi kertaa, päivinä 1 ja 4. Välipäivinä hiirille annettiin amfetamiinia 1 mg/kg i.p., jotta pystyttäisiin näkemään toistuvan amfetamiiniannostelun vaikutus. Mikrodialyysissa hiirille anettiin amfetamiinistimulaatio 100 µM, 60 min. Näytteistä määritettiin HPLC:llä dopamiinin ja sen metaboliittien DOPAC:n ja HVA:n sekä 5-HIAA:n pitoisuudet. Mikrodialyysikoettimen paikka tarkistettiin kokeiden jälkeen aivoleikkeistä. Dopamiinivaste amfetamiinille saatiin selvästi näkyviin kummallakin hiirikannalla. Genotyyppien välistä eroa ei kuitenkaan havaittu, sillä amfetamiinin aiheuttaman nousu stritaumin dopamiinipitoisuudessa ei poikennut tilastollisesti merkitsevästi villityypin hiiristä niin akuutisti kuin toistetustikaan annosteltuna. Tulos ei siis tue näkemystä siitä, että GDNF:llä olisi merkittävää roolia toistuvan amfetamiiniannostelun aiheuttamissa plastisissa muutoksissa striatumissa. Päiväefekti saatiin kuitenkin esille ensimmäisen ja toisen mikrodialyysin välillä, sillä striatumin dopamiinipitoisuudet olivat selvästi matalammat toisena mikrodialyysipäivänä. Tämä kertoo todennäköisesti merkittävän toleranssin kehittymisestä. Lisätutkimukset ovat kuitenkin vielä tarpeellisia GDNF:n lopullisen roolin selvittämiseksi addiktiossa. Erot genotyyppien välillä voivat olla niin pieniä, ettei niitä havaita mikrodialyysillä. On myös mahdollista, että hiirille on kehittynyt mekanismeja, jotka kumoavat GDNF:n puuttumisen tai Ret:n jatkuvan aktiivisuuden vaikutuksia. Vaikutukset saattavat myös vaihdella eri aivoalueilla.
Subject: GDNF
MEN2B
Ret
dopamine transporter
amphetamine
microdialysis
neurotransmission
dopamine
amfetamiini
mikrodialyysi
neurotransmissio
dopamiini
dopamiinitransportteri


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Final-Heidingradu.pdf 1.208Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record