Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Sympathetic neurons express and secrete MMP-2 and MT1-MMP to control nerve sprouting via pro-NGF conversion. med./bio.

[Sympathische Neuronen exprimieren und sezernieren MMP-2 und MT1-MMP, um das Nerven-Wachstum über Pro-NGF-Konversion zu kontrollieren].

Veröffentlicht in: Cell Mol Neurobiol 2011; 31 (1): 17-25

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Expression, die Regulation und die Funktion der Matrix-Metallproteinase-2 und ihres Hauptaktivators "Membran-Typ 1-Matrix-Metallproteinase" (MT1-MMP) sowie ihres Inhibitors TIMP-1 in sympathischen Neuronen unter elektrischer Stimulation untersucht werden.
Darüber hinaus wurden die molekularen Mechanismen einer vorteilhaften Wirkung von Losartan untersucht, einer "Angiotensin II-Typ I-Rezeptor" (AT-1)-blockierenden Substanz, da gezeigt wurde, dass Angiotensin-Rezeptor-Blocker das erneute Auftreten von Vorhofflimmern unabhängig von der Blutdruck-Abnahme vermindern.

Hintergrund/weitere Details

In einer früheren Studie (siehe Saygili et al. 2010) haben die Autoren gezeigt, dass eine elektrische Feld-Stimulation von sympathischen Neuronen das Nerven-Wachstum durch Hochregulierung des Nervenwachstumsfaktors induzierte. Es besteht eine erhöhte Evidenz, dass die Matrix-Metallproteinase-2 am extrazellulären Matrix-Umsatz beteiligt ist, aber ebenso vorteilhafte Wirkungen während des neuronalen Wachstums ausübt.
Die Primärkulturen des Ganglion cervicale superius (oberes Halsganglion) wurden aus Sprague-Dawley-Ratten an den postnatalen Tagen 1-3 präpariert.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 5 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 48 h
Exposition 2: 50 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 48 h

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 5 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 48 h
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 ms
Pulsart biphasisch
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • C-PaceEP external pacing system
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 2 V/cm - - - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 48 h
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 ms
Pulsart biphasisch
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 2 V/cm - - - -

Referenzartikel

  • Saygili E et al. (2010): Electrical stimulation of sympathetic neurons induces autocrine/paracrine effects of NGF mediated by TrkA.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die elektrische Stimulation erhöhte die Genexpression und Proteinexpression von MT1-MMP und der Matrix-Metallproteinase-2, wohingegen die TIMP-1-Expression unverändert blieb.
Die spezifische pharmakologische Hemmung der Matrix-Metalloproteinase-2 trug zu einem Anstieg der pro-NGF-Menge im Zellkultur-Überstand bei und verminderte signifikant den elektrischen Feld-induzierten Neuriten-Auswuchs.
Losartan hob das elektrische Feld-induzierte Nerven-Wachstum in einer signifikanten Weise auf, indem die durch das elektrische Feld-induzierte Hochregulierung von NGF, MT1-MMP und der Matrix-Metallproteinase-2 verhindert wurde.
Um zu untersuchen, ob die elektrische Stimulation-induzierte Matrix-Metallproteinase-2-Sekretion und -Aktivierung von der NGF-Signalgebung abhängig war, wurden Experimente zum Verlust der Funktion mit NGF-neutralisierenden Antikörpern durchgeführt: Die NGF-Neutralisierung verminderte nicht die elektrische Feld-induzierte Matrix-Metallproteinase-2-Sekretion und -Aktivierung.
Die Hauptergebnisse dieser Studie sind: a) Obere Halsganglien (Ganglion cervicale superius ) exprimieren und sezernieren unter einer elektrischen Stimulation Matrix-Metallproteinase-2 und MT1-MMP, um das Nerven-Wachstum über die pro-NGF-Konversion zu kontrollieren, b) das durch das elektrische Feld-induzierte sympathische Nerven-Wachstum kann durch Losartan oder durch Matrix-Metallproteinase-2-Hemmung über zwei Verschiedene Mechanismen verhindert werden; c) die Aktivierung der Matrix-Metallproteinase-2 aufgrund der elektrischen Stimulation hängt nicht von der NGF-Signalgebung ab.
Insgesamt verhindert die Matrix-Metallproteinase-2-Blockade das sympathische Nerven-Wachstum durch Hemmung der pro-NGF-Konversion, wohingegen Losartan das durch das elektrische Feld-induzierte symphathische Nerven-Wachstum aufhob, indem die Expression des insgesamten NGF, der Matrix-Metallproteinase-2 and von MT1-MMP reduziert wurde.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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