Published April 2, 2019
| Version v1
Publication
Open
Estradiol-Mediated Axogenesis of Hypothalamic Neurons Requires ERK1/2 and Ryanodine Receptors-Dependent Intracellular Ca2+ Rise in Male Rats
- 1. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Universidad Nacional de Córdoba
Description
17β-estradiol (E2) induces axonal growth through extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK1/2)-MAPK cascade in hypothalamic neurons of male rat embryos in vitro, but the mechanism that initiates these events is poorly understood. This study reports the intracellular Ca2+ increase that participates in the activation of ERK1/2 and axogenesis induced by E2. Hypothalamic neuron cultures were established from 16-day-old male rat embryos and fed with astroglia-conditioned media for 48 h. E2-induced ERK phosphorylation was completely abolished by a ryanodine receptor (RyR) inhibitor (ryanodine) and partially attenuated by an L-type voltage-gated Ca2+ channel (L-VGCC) blocker (nifedipine), an inositol-1,4,5-trisphosphate receptor (IP3R) inhibitor (2-APB), and a phospholipase C (PLC) inhibitor (U-73122). We also conducted Ca2+ imaging recording using primary cultured neurons. The results show that E2 rapidly induces an increase in cytosolic Ca2+, which often occurs in repetitive Ca2+ oscillations. This response was not observed in the absence of extracellular Ca2+ or with inhibitory ryanodine and was markedly reduced by nifedipine. E2-induced axonal growth was completely inhibited by ryanodine. In summary, the results suggest that Ca2+ mobilization from extracellular space as well as from the endoplasmic reticulum is necessary for E2-induced ERK1/2 activation and axogenesis. Understanding the mechanisms of brain estrogenic actions might contribute to develop novel estrogen-based therapies for neurodegenerative diseases.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يحفز 17 β - estradiol (E2) النمو المحوري من خلال كيناز 1 و 2 المنظم للإشارة خارج الخلية (ERK1/2) - MAPK تتالي في الخلايا العصبية تحت المهاد لأجنة الفئران الذكور في المختبر، ولكن الآلية التي تبدأ هذه الأحداث غير مفهومة بشكل جيد. تشير هذه الدراسة إلى زيادة Ca2+ داخل الخلايا التي تشارك في تنشيط ERK1/2 وتوليد المحور الناجم عن E2. تم إنشاء مزارع الخلايا العصبية تحت المهاد من أجنة الفئران الذكور البالغة من العمر 16 يومًا وتغذيتها بوسائط مكيفة للأستروجليا لمدة 48 ساعة. تم إلغاء فسفرة ERK المستحثة بـ E2 تمامًا بواسطة مثبط مستقبلات الريانودين (RyR) (ريانودين) وتم توهينها جزئيًا بواسطة مانع قناة Ca2 + ذو بوابة جهد L (L - VGCC) (نيفيديبين)، ومثبط مستقبل إينوزيتول-1، 4،5 - ثلاثي الفوسفات (IP3R) (2 - APB)، ومثبط فوسفوليباز C (PLC) (U -73122). أجرينا أيضًا تسجيل تصوير Ca2 + باستخدام الخلايا العصبية المستزرعة الأولية. تظهر النتائج أن E2 يحفز بسرعة زيادة في Ca2 + الخلوي، والذي يحدث غالبًا في تذبذبات Ca2+ المتكررة. لم تتم ملاحظة هذه الاستجابة في غياب Ca2 + خارج الخلية أو مع ريانودين مثبط وتم تقليلها بشكل ملحوظ بواسطة نيفيديبين. تم تثبيط النمو المحوري الناجم عن E2 بالكامل بواسطة الريانودين. باختصار، تشير النتائج إلى أن تعبئة Ca2 + من الفضاء خارج الخلية وكذلك من الشبكة الإندوبلازمية ضرورية لتنشيط ERK1/2 المستحث بـ E2 وتكوين المحور. قد يساهم فهم آليات الإجراءات الاستروجينية في الدماغ في تطوير علاجات جديدة قائمة على هرمون الاستروجين للأمراض التنكسية العصبية.Translated Description (French)
Le 17β-estradiol (E2) induit une croissance axonale par l'intermédiaire des kinases 1 et 2 régulées par le signal extracellulaire (ERK1/2) -MAPK en cascade dans les neurones hypothalamiques des embryons de rats mâles in vitro, mais le mécanisme qui déclenche ces événements est mal compris. Cette étude rapporte l'augmentation intracellulaire de Ca2+ qui participe à l'activation d'ERK1/2 et à l'axogenèse induite par E2. Des cultures de neurones hypothalamiques ont été établies à partir d'embryons de rats mâles âgés de 16 jours et nourris avec des milieux conditionnés par l'astroglie pendant 48 h. La phosphorylation ERK induite par E2 a été complètement abolie par un inhibiteur du récepteur de la ryanodine (RyR) (ryanodine) et partiellement atténuée par un inhibiteur du canal Ca2+ voltage-dépendant de type L (L-VGCC) (nifédipine), un inhibiteur du récepteur de l'inositol-1,4,5-trisphosphate (IP3R) (2-APB) et un inhibiteur de la phospholipase C (PLC) (U-73122). Nous avons également effectué un enregistrement d'imagerie Ca2+ à l'aide de neurones de culture primaires. Les résultats montrent que E2 induit rapidement une augmentation du Ca2+ cytosolique, qui se produit souvent dans des oscillations répétitives de Ca2+. Cette réponse n'a pas été observée en l'absence de Ca2+ extracellulaire ou avec la ryanodine inhibitrice et a été nettement réduite par la nifédipine. La croissance axonale induite par l'E2 a été complètement inhibée par la ryanodine. En résumé, les résultats suggèrent que la mobilisation du Ca2+ à partir de l'espace extracellulaire ainsi que du réticulum endoplasmique est nécessaire pour l'activation et l'axogenèse de l'ERK1/2 induite par l'E2. Comprendre les mécanismes des actions œstrogéniques cérébrales pourrait contribuer à développer de nouvelles thérapies à base d'œstrogènes pour les maladies neurodégénératives.Translated Description (Spanish)
El 17β-estradiol (E2) induce el crecimiento axonal a través de la cascada de la quinasa 1 y 2 (ERK1/2)-MAPK regulada por señal extracelular en neuronas hipotalámicas de embriones de rata macho in vitro, pero el mecanismo que inicia estos eventos es poco conocido. Este estudio informa el aumento intracelular de Ca2+ que participa en la activación de ERK1/2 y la axogénesis inducida por E2. Se establecieron cultivos de neuronas hipotalámicas a partir de embriones de rata macho de 16 días de edad y se alimentaron con medios acondicionados con astroglía durante 48 h. La fosforilación de ERK inducida por E2 fue completamente abolida por un inhibidor del receptor de rianodina (RyR) (rianodina) y parcialmente atenuada por un bloqueador del canal de Ca2+ regulado por voltaje de tipo L (L-VGCC) (nifedipina), un inhibidor del receptor de inositol-1,4,5-trisfosfato (IP3R) (2-APB) y un inhibidor de fosfolipasa C (PLC) (U-73122). También realizamos un registro de imágenes de Ca2+ utilizando neuronas cultivadas primarias. Los resultados muestran que E2 induce rápidamente un aumento en el Ca2+ citosólico, que a menudo ocurre en oscilaciones repetitivas de Ca2+. Esta respuesta no se observó en ausencia de Ca2+ extracelular o con rianodina inhibidora y se redujo notablemente con nifedipino. El crecimiento axonal inducido por E2 fue completamente inhibido por la rianodina. En resumen, los resultados sugieren que la movilización de Ca2+ desde el espacio extracelular, así como desde el retículo endoplasmático, es necesaria para la activación y axogénesis de ERK1/2 inducida por E2. Comprender los mecanismos de las acciones estrogénicas cerebrales podría contribuir a desarrollar nuevas terapias basadas en estrógenos para enfermedades neurodegenerativas.Files
pdf.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0321e83a7cb4939948c78252abd8966a
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتطلب تكوين محور استراديول للخلايا العصبية تحت المهاد ERK1/2 ومستقبلات رايانودين التي تعتمد على Ca2 داخل الخلايا + ارتفاع في ذكور الفئران
- Translated title (French)
- L'axogenèse des neurones hypothalamiques médiée par l'estradiol nécessite une augmentation du Ca2+ intracellulaire dépendante des récepteurs ERK1/2 et de la ryanodine chez les rats mâles
- Translated title (Spanish)
- La axogénesis mediada por estradiol de las neuronas hipotalámicas requiere ERK1/2 y receptores de rianodina: aumento intracelular de Ca2+ dependiente en ratas macho
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2930493188
- DOI
- 10.3389/fncel.2019.00122
References
- https://openalex.org/W1485297825
- https://openalex.org/W1650401181
- https://openalex.org/W1661647511
- https://openalex.org/W1726588509
- https://openalex.org/W175348630
- https://openalex.org/W1895213472
- https://openalex.org/W1918750526
- https://openalex.org/W1967094255
- https://openalex.org/W1969834221
- https://openalex.org/W1970558743
- https://openalex.org/W1971844132
- https://openalex.org/W1972035895
- https://openalex.org/W1972205722
- https://openalex.org/W1979909249
- https://openalex.org/W1984670510
- https://openalex.org/W1985653572
- https://openalex.org/W1990185780
- https://openalex.org/W1995192985
- https://openalex.org/W1995282901
- https://openalex.org/W1997778815
- https://openalex.org/W2000260146
- https://openalex.org/W2002401337
- https://openalex.org/W2003363159
- https://openalex.org/W2004908094
- https://openalex.org/W2015437059
- https://openalex.org/W2017977284
- https://openalex.org/W2021348584
- https://openalex.org/W2021667976
- https://openalex.org/W2021894096
- https://openalex.org/W2022051816
- https://openalex.org/W2025590886
- https://openalex.org/W2027711163
- https://openalex.org/W2034315250
- https://openalex.org/W2034407790
- https://openalex.org/W2036145275
- https://openalex.org/W2038256300
- https://openalex.org/W2039106130
- https://openalex.org/W2040452349
- https://openalex.org/W2044003270
- https://openalex.org/W2045426120
- https://openalex.org/W2059153388
- https://openalex.org/W2062261346
- https://openalex.org/W2065138547
- https://openalex.org/W2065589542
- https://openalex.org/W2067633769
- https://openalex.org/W2067642579
- https://openalex.org/W2077240370
- https://openalex.org/W2078470782
- https://openalex.org/W2081515783
- https://openalex.org/W2082066176
- https://openalex.org/W2086173581
- https://openalex.org/W2088763858
- https://openalex.org/W2090121149
- https://openalex.org/W2096407616
- https://openalex.org/W2100622486
- https://openalex.org/W2108242014
- https://openalex.org/W2110560495
- https://openalex.org/W2112152476
- https://openalex.org/W2112654462
- https://openalex.org/W2116635624
- https://openalex.org/W2119791710
- https://openalex.org/W2132311956
- https://openalex.org/W2137272726
- https://openalex.org/W2148188193
- https://openalex.org/W2152110038
- https://openalex.org/W2167816663
- https://openalex.org/W2171569424
- https://openalex.org/W2403424502
- https://openalex.org/W2460940182
- https://openalex.org/W2507420817
- https://openalex.org/W2520612158
- https://openalex.org/W2581845099
- https://openalex.org/W2730085331
- https://openalex.org/W2742156145
- https://openalex.org/W2809943905
- https://openalex.org/W2889236922
- https://openalex.org/W64697629