A mitokondriális UCP2 mint neuromodulator és neuroprotektor, szerepe a Parkinson-kór megelőzésében és gyógyításában
Title in English
Role of mitochondrial UCP2 as a neuromodulant and neuroprotectant in the prevention and treatment of Parkinson disease
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Dept. of Anatomy and Histology (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences)
Participants
Horváth L., Tamás Petneházy, Örs Szladovits, Zsolt
Starting date
2004-01-01
Closing date
2006-12-31
Funding (in million HUF)
7.069
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Kutatási eredményeink hozzájárulnak egy újszerű mitochondriális mechanizmus felismeréséhez, amely döntő szerepet játszik a neurodegeneráció megakadályozásában. Kimutattuk, hogy a neurodegeneráció különböző modelljeiben (pl. a Parkinson-kór) a mitochondriális uncoupling protein 2-nek (UCP2) jelentős szerepe van. A UCP2 megjelenése és a különböző neuron populációk várható túlélése, valamint degenerációja között szoros korreláció volt kimutatható, ami egyértelműen alacsonyabb sejtpusztulásban nyilvánult meg indukált neurodegerenáció után. Bizonyítottuk, hogy a koenzim-Q (CoQ) -amely a UCP2 kofaktora- adagolásának hatására a neuron elhalás és a dopamin kiürülés csökkent, valamint a UCP2, koenzim-Q által történő aktiválása a dopamin sejtek megnövekedett védelmét eredményezi a degenerációval szemben.
Megállapítottuk továbbá, hogy az indukuál sejthalál szignifikánsan alacsonyabb volt a ghrelinnel (gyomorból származó metabolikus hormon) kezelt állatokban. A ghrelin előkezelésben részesült állatok az exogen ghrelin alkalmazása után, kisseb morbiditást mutattak és kevesebb dopamine sejtjük pusztult el a substantia nigraban. A ghrelin hiánya csökkenti a dopamine sejtek túlélési lehetőségét az indukált neurodegenerációban. Bizonyítást nyert, hogy a ghrelin segíti a dopamine sejtek túlélését, támogatja a szinaptikus plaszticitást mind a középagyi dopamine sejtekben, mind a hippocampusban.
Results in English
Our results revealed a significant mitochondrial mechanism, which play a key role in the inhibition of neuronal degeneration. We showed that in various models of neurodegeneration (e.g. Parkinson’s disease) the mitochondrial uncoupling protein 2 (UCP2) plays a important role. The expression of UPC2 and the survival of various neuron populations exhibited a strong positive correlation: after induced neurodegeneration the presence of UPC2 resulted in a higher survival rate. We also showed that application of coenzyme Q (CoQ) – which is the cofactor of UPC2 – increased the survival rate of neurons along with a decrease of dopamine release. Thus, activation of UPC2 by CoQ increased the survival rate of dopaminergic cells, and protected them from degeneration.
Furthermore we showed that induced cell death was significantly lower in animals treated with ghrelin, a gastric metabolic hormone. Animals pretreated with exogenic gherlin exhibited lower morbidity and the amount of degenerated dopaminergic cells in the subtancia nigra were also lower. Absence of gherlin lowers the survival rate of dopaminergic neurons in induced neurodegeneration. We proved, that gherlin facilitates synaptic plasticity of the midbrain and hippocampal dopaminergic neurons and also helps the survival and preservation of these cells.
Alfonso Abizaid, Gábor Mezei, Péter Sótonyi, Tamás L. Horváth: Sex differences in adult suprachiasmatic nucleus neurons emerging late prenatally in rats., European Journal of Neuroscience, 2004
Andrews ZB., Diano S., Horváth TL.: Mitochondrial uncoupling proteins in the central nervous system: in support of function and survival, Nature Reviews Neuroscience, 2005
Sótonyi P., Szladovits Zs., Horváth TL.: UCP2 IN A MOUSE MODEL OF PARKINSON'S DISEASE, Italian Journal of Anatomy and Embryology, 2006
M. O. Dietrich, Z. Andrews, P. Sotonyi, M. Shanabrough, E. Borok, T. L. Horvath: EXERCISE-INDUCED SYNAPTOGENESIS IN THE DENTATE GYRUS IS COUPLED TO UCP2-DEPENDENT MITOCHONDRIAL ADAPTATION, Journal of Neurosci (megjelenés alatt), 2007
