Nachr 7`nin sinaptik plastisite üzerine etkilerinin olfaktör bulbus ve hippokampus organotipik kesit kültürlerinde incelenmesi

Abstract

Olfaktör bulbus koku bilgisinin işlendiği beyin bölgesidir. Olfaktör bulbus ön beyinden gelen kolinerjik girdiler almaktadır ve yüksek seviyede nikotinik asetilkolin reseptörü (nAChR) içermektedir. Bu çalışmada, olfaktör bulbus ve hippokampus kesit kültürlerine bir nAChR 7 antagonisti olan methyllycaconitine (MLA) uygulaması yapılarak, sinaptik plastisite için gerekli olan beyin kökenli nörotrofik faktör (BDNF) ve sinaptik protein sentezini kontrol eden sitoplazmik poliadenilasyon elementine bağlanan protein (CPEB) ve Neuroguidin (Ngdn) proteinlerinin total ve sinaptik alanlardaki seviyeleri, 6, 24 ve 48. saatlerde Western blot yöntemi ile incelendi. Söz konusu proteinlerin olfaktör bulbus ve hippokampusdeki dağılımları immünohistokimyasal yöntemle araştırıldı. Western blot bulgularımız, kolinerjik aktivitenin nAChR 7 reseptörünün inhibisyonu aracılığıyla engellenmesinin nAChR 7, BDNF, CPEB3, Ngdn proteinlerinin ifadelerini doz, süre ve bölgeye bağlı bir şekilde etkilediğini gösterdi. İmmunohistokimyasal sonuçlarımız, nAChR 7'nin olfaktör bulbusda glomerüler tabakada (GT), dış pleksiform ve iç pleksiform tabakalarda yoğunlaştığını gösterdi. BDNF'nin, olfaktör nöron tabakası (ONT) ve GT'de konumlandığı, GT'deki immünreaksiyon şiddetinin doza bağlı olarak nAChR 7 inhibisyonundan etkilendiği gözlendi. CPEB3 ve Ngdn'nin olfaktör bulbus'da tüm bölgelerde ifade edildiği, BDNF, CPEB3 ve Ngdn'nin glomerüllerde birlikte yerleşim gösterdiği saptandı. Hippokampusta ise nAChR α7 ve BDNF yaygın bir immün işaretlenme gösterdi. Ngdn ve CPEB3'ün hippokampusun dentat gyrus bölgesinde konumlandığı saptandı. Sonuç olarak, bu çalışmada organotipik kesit kültürlerinde nAChR 7 antagonisti MLA uygulanmasının sinaptik plastisite için önemli bir mekanizma olan sinaptik protein sentezinin kontrol edilmesinde görevli CPEB3, Ngdn proteinlerinin ve sinaptik düzenleyici BDNF'nin olfaktör bulbus ve hippokampusdaki total ve sinaptik protein seviyelerinde ve dağılımlarında değişikliklere neden olduğu gösterilmiştir. Sonuçlarımız, kolinerjik sistemin nAChR 7 reseptör aracılığıyla olfaktör bulbus ve hippokampusta sinaptik plastisitenin oluşması ve sürdürülmesinde önemli rolleri bulunabileceğine işaret etmektedir.

Olfactory bulb (OB) glomeruli, the initial sites of synaptic processing of odor information, exhibit high levels of nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) expression and receive strong cholinergic input from the basal forebrain. Acetylcholine is important modulator in odor related memory. It has been sugested that Ach and nicotinic acetylcholine receptor may have an important role in odor discrimination and modulation of smell memory. In this study, olfactory bulb and hippocampal organotypic slice culture was established. Specific nAChR 7 antagonist methyllycaconitine (MLA) was applied to the organotypic slices. After treatment periods both synaptic and total protein expression levels and localization of Brain derived neurotrphic factor (BDNF), cytoplasmic polyadenilation binding protein (CPEB), neuroguidin and nAChR 7 was determined by Western blot and immunohictochemistry methods. Our western blot analysis indicate that cholinergic activity through nAChR 7 receptor could have direct or indirect effects on synaptic plasticity by regulating protein expression levels of nAChR 7, BDNF, CPEB3, Ngdn by a dose and time dependent manner. Our immünohistochemical analysis indicate that nAChR α7 immunoreactivity was detected glomerular layer, external and internal plexiform layers in the OB. Also, BDNF, CPEB3 and Ngdn proteins colocalized only in the glomerular layer. BDNF and nAChR α7 immunoreactivity was shown widely distributed in the hippocampus. CPEB3 and Ngdn immunreactivity was detected in the dentate gyrus. Consequently, our study indicated that the potential effects of cholinergic sytem through nAChR α7 may contribute to the maintenance of synaptic plasticity in the olfactory bulb and hippocampus since the receptor has regulatory effects on the protein expression levels of BDNF, CPEB3, Ngdn.