Quantitative Proteomik zeigt signifikante Unterschiede zwischen Gehirnformationen von Mäusen

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Abstrakt:Das Altern ist mit einem allgemeinen Rückgang der kognitiven Funktionen verbunden, was auf Veränderungen der Proteinmengen zurückzuführen zu sein scheint, die an der Regulierung der synaptischen Plastizität beteiligt sind. Hier stellen wir eine quantitative Analyse von Proteinen vor, die an der Neurotransmission in drei Gehirnregionen beteiligt sind, nämlich dem Hippocampus, der Großhirnrinde und dem Kleinhirn, bei Mäusen im Alter von 1 und 22 Monaten unter Verwendung der Gesamtproteinansatztechnik. Wir weisen darauf hin, dass, obwohl der Titer einiger Proteine, die an der Neurotransmission und der synaptischen Plastizität beteiligt sind, in allen untersuchten Gehirnformationen in ähnlicher Weise durch das Altern beeinflusst wird, tatsächlich jede der Formationen ihre eigene Art des Alterns darstellt. Im Allgemeinen sind die hippocampalen und kortikalen Proteome während der Lebenszeit viel instabiler als das zerebelläre Proteom. Die hier vorgestellten Daten liefern ein allgemeines Bild der Wirkung des physiologischen Alterns auf die synaptische Plastizität und könnten potenzielle Wirkstoffziele für Anti-Aging-Therapien vorschlagen.

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Schlüsselwörter:glutamaterge und GABAerge Übertragung; Camk2; OXPHOS; extrazelluläre Matrix; Gesamtproteinansatz;Hippocampus;Kortex;Kleinhirn

1. Einleitung

Physiologisches Altern hängt mit einem allmählichen Rückgang kognitiver Funktionen zusammen, wie z. B. Gedächtnisbildung und -erhaltung, Verarbeitungsgeschwindigkeit und konzeptionelles Denken [1]. Es ist allgemein anerkannt, dass altersbedingte Veränderungen hauptsächlich durch den Verlust neuronaler Zellen verursacht werden; Zahlreiche Studien deuten jedoch darauf hin, dass die neuronale Netzwerkstruktur und nicht die Anzahl der Neuronen während des Alterns beeinflusst wird [2-4]. Es wurde gezeigt, dass das Altern mit der Verkürzung von Dendriten und einer Abnahme ihrer Anzahl, dem Verlust dendritischer Stacheln, einer Abnahme der Axonanzahl innerhalb eines Netzwerks und dem Grad ihrer Myelinisierung und dem Verlust von Synapsen verbunden ist [5]. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die molekularen Mechanismen, die Plastizitätsphänomenen des Gehirns zugrunde liegen, wie langfristige Potenzierung und Depression der glutamatergen (LTP und LTD) und GABAergen (iLTP und iLTD) Synapsen und die Wirksamkeit verschiedener Neuromodulatorsysteme mit zunehmendem Alter nachlassen [ 6,7]. Mehrere Studien haben gezeigt, dass altersbedingte kognitive Veränderungen von Veränderungen in der Expression und/oder Lokalisierung von Proteinen begleitet werden, die an der synaptischen Übertragung und Plastizität beteiligt sind [6,8]. Die Expression von Proteinen in verschiedenen Regionen des Nagetiergehirns wurde intensiv durch Massenspektrometrie-basierte Proteomiktechniken[9,10] und Mikroarrays[11,12] untersucht.Cistanche-CholesterinMit Ausnahme der Studie von Walter und Mann [10] und der Studie von Duda et al. [8] verwendeten jedoch alle Untersuchungen semiquantitative Ansätze, die keine Informationen über die genaue Konzentration von Proteinen in den untersuchten Proben liefern.

Kürzlich haben wir die Konzentrationen von Proteinen, die an der neuronalen Plastizität beteiligt sind, im Hippocampus, in der Großhirnrinde und im Kleinhirn bei jungen (1- Monate alten) und erwachsenen (12- Monate-- alten) Mäusen gemessen [8 ]. Wir fanden heraus, dass sich zwar die Gesamtmenge an Proteinen im Laufe des Lebens nicht veränderte, die Neurotransmissions- und Neuroplastizitäts-bezogenen Proteintiter sich jedoch signifikant zwischen jungen und erwachsenen Tieren unterschieden, was darauf hindeutet, dass die Symptome der Signalübertragung und der Schwächung der Neuroplastizität in der Mitte beobachtet werden können im Alter von Mäusen auf proteomischer Ebene [8].

Cistanche kann Anti-Aging

In diesem Artikel stellen wir die Ergebnisse einer eingehenden quantitativen Analyse der mit neuronaler Plastizität zusammenhängenden hippocampalen, kortikalen und zerebellären Proteome von jungen (1- Monate alten) und alten (22- Monate alten) vor )-Mäuse, wobei sie sich hauptsächlich auf altersbedingte Veränderungen der Konzentration von Proteinen konzentrierten, die an der Signalübertragung von Glutamat, GABA, Acetylcholin und Monoamin beteiligt sind. Wir diskutieren auch die Veränderungen in der Konzentration von Proteinen, die an der Freisetzung von Neurotransmittern und der Bildung von synaptischen Verbindungen beteiligt sind, wie Proteine ​​der transsynaptischen Zelladhäsion und perineuronale Netze.

Unter Verwendung der Methode des markierungsfreien Gesamtproteinansatzes (TPA) haben wir die Titer von mehr als 7000 Proteinen in jeder der untersuchten Gehirnregionen gemessen [13]. In diesem Artikel präsentieren wir die bisher umfassendste quantitative proteomische Beschreibung von Veränderungen im Zusammenhang mit der synaptischen Plastizität während der physiologischen Alterung von Mäusen. Nach unserem besten Wissen ist dies bisher die tiefgreifendste quantitative proteomische Beschreibung von Veränderungen im Zusammenhang mit der synaptischen Plastizität während der physiologischen Alterung von Mäusen.

2. Materialien und Methoden

2.1. Tiere und Präparation von Geweben

Die Gehirne wurden von fünf weiblichen C57BL/10J-Mäusen bei P30 (jung) und fünf 22- Monate alten (alten) Mäusen isoliert. Die Tiere wurden wie in [8] beschrieben behandelt. Kurz gesagt, die Tiere wurden mit Isofluran anästhesiert und enthauptet, und die Gehirne wurden in einem eiskalten Puffer (87 mM NaCl, 2,5 mMKCl, 1,25 mM NaHNPO4, 25 mM NaHCO3, 0,5 mMCaClz, 7 mMMgSO, 25 mM Glucose, 75 mM Saccharose, pH 7,4) explantiert. . Die gesamten Gehirnregionen: rechter Hippocampus, frontaler Cortex von der rechten Hemisphäre und rechte Hemisphäre des Kleinhirns von jedem Tier wurden für die quantitative Proteomik verwendet.Cistanche Deserticola NebenwirkungenAlle Verfahren wurden von der örtlichen Ethikkommission (Ethikkommission Breslau, Genehmigung Nr. 10/2018) genehmigt, und es wurden alle Anstrengungen unternommen, um die Anzahl der für die Experimente verwendeten Tiere zu minimieren.

2.2. Herstellung von Gewebelysaten

Die Lysate wurden wie in [13] beschrieben gewonnen. Die isolierten Strukturen wurden in Lysepuffer (0,1 M Tris/HCl, 2 Prozent SDS, 50 mM DTT, pH 8,0) homogenisiert und für 5 Minuten bei 99 Grad inkubiert. Die Proben wurden gelagert bei -20 Grad bis zur proteomischen Analyse. Tryptophan-Fluoreszenz wurde verwendet, um die Gesamtproteinkonzentration in den Proben zu bestimmen [14].

2.3.Multi-Enzyme Digestion Filterunterstützte Probenvorbereitung (MED FASP)

Die Lysate, die 80 ug Gesamtprotein enthielten, wurden für das MED FASP[15] ohne Alkylierung von Cystein [16] verwendet. Die Proteine ​​wurden über Nacht mit LysC gespalten und dann 3 h mit Trypsin verdaut. Das Enzym-zu-Protein-Verhältnis betrug 1:40. Verdaus wurden bei 37 Grad in 50 mM Tris-HCl unter Zugabe von 1 mM DTI, pH 8,5 durchgeführt. [13] Aliquots, die 8 ug Gesamtpeptid enthielten, wurden konzentriert und bei -20 Grad bis zur massenspektrometrischen Analyse gelagert.

2.4.Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie

Die Analyse von Peptidmischungen wurde wie zuvor beschrieben[13] mit dem QExactive HF-Massenspektrometer (ThermoFisher Scientific, Palo Alto, CA, USA) durchgeführt. Die Daten wurden im ProteomeXchange Consortium über das PRIDE Partner Repository hinterlegt [17]. Die Datensatzkennung: PXD025978 (Benutzername: Prüfer_pxd025978@ebi.ac.uk; Passwort: QL3YI7nP).

2.5.Proteomische Datenanalyse

MaxQuant v1.2.6.20[18] wurde für die MS-Datenanalyse verwendet. Die UniProtKB/Swiss-Prot-Datenbank wurde verwendet, um die Proteine ​​unter Verwendung von MS- und MS/MS-Peptiddaten zu identifizieren.

Als feste Modifikation wurde die Carbamidomethylierung von Cystein festgelegt.Cistanche-Dosierung redditDie anfänglich zulässige Massenabweichung des Vorläuferions betrug bis zu 6 ppm und für die Fragmentmassen bis zu 20 ppm. Die maximale Entdeckungsrate falscher Peptide wurde mit 0,01 angegeben. Die Gesamtproteinansatzmethode [19,20] wurde verwendet, um die molare Proteinkonzentration unter Verwendung der Beziehung zu berechnen, bei der die Menge einzelner Proteine ​​(c(i)) als das Verhältnis ihrer Intensität (MSsignal(i)) zur Summe von berechnet wurde alle Intensitäten (Gesamt-MS-Signal) in der gemessenen Probe, multipliziert mit dem Molekulargewicht (MW(i)) der einzelnen Proteine.

2.6.Statistische Analyse

Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die Gleichheit der Varianzen wurde unter Verwendung des Fisher F-Tests berechnet. Um die Unterschiede zwischen zwei beliebigen experimentellen Gruppen zu bestimmen, wurde der Student-t-Test verwendet. Die Analyse wurde unter Verwendung der SigmaPlot 11 Software (Systat Software) durchgeführt.

3. Ergebnisse

Die vollständigen proteomischen Daten wurden beim ProteomeXchange Consortium hinterlegt und sind unter der Datensatzkennung: PXD0255978 (Benutzername: Reviewer_pxd025978@ebi.ac.uk; Passwort: QL3YI7nP) verfügbar. Die Analyse der Spektren erlaubt die Quantifizierung von 7547 Proteinen in den analysierten Proben.Cistanche-Extrakt VorteileProteine, die mit mindestens einem einzigartigen Peptid identifiziert wurden, wurden in der Analyse verwendet. Im Detail wurden die Expressionsdaten für die Proteine ​​7324, 7088 und 7343 im Hippocampus, Cortex und Cerebellum alter Tiere quantitativ bestimmt und über das PRIDE-Partnerrepositorium beim ProteomeXchange Consortium hinterlegt. Für Jungtiere wurden darin die Daten für 7347, 7323 bzw. 7526 Proteine ​​im Hippocampus, Cortex und Cerebellum hinterlegt.

4. Glutamaterge Übertragung

Glutamat, der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Gehirn, wirkt über ionotrope und metabotrope Rezeptoren (mGluRs, Grm). Die ionotropen Rezeptoren fallen in eine von vier Klassen: o-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazol-Propionsäure-Rezeptoren (AMPA-Rezeptoren, Gria), N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptoren ( NMDA-Rezeptoren, Grin), Kainat-Rezeptoren (Grik) und Delta-Rezeptoren (Grid). 4.1.Gria

Unsere Studie zeigt, dass die am häufigsten vorkommenden Glutamatrezeptoren im Hippocampus Gria sind. Sie sind heterotetramere Proteine ​​[21], und wir fanden heraus, dass die Gria2-Untereinheit sowohl in jungen als auch in alten murinen Hippocampi mit dem höchsten Titer exprimiert wurde (Abbildung 1A). Das Altern hatte keinen Einfluss auf die Expression von Gria-Rezeptoren im Hippocampus, mit Ausnahme von Gria4, dessen Spiegel bei alten Tieren signifikant reduziert war. Der Titer von Gria4 war jedoch im Allgemeinen im Vergleich zu anderen Mitgliedern der Garcia-Familie sehr niedrig.

In der Großhirnrinde waren Gria die allgegenwärtigsten ionotropen Glutamatrezeptoren nur bei den alten Tieren (Abbildung 1B,D). Statistisch gesehen waren die Änderungen der Titer einzelner Gria-Untereinheiten während des Alterns im Kortex nicht signifikant, aber die Gesamtkonzentration des Gria-Proteins war bei alten Tieren signifikant erhöht (Abbildung 1B).Cistanche Dschingis KhanÄhnlich wie im Hippocampus war Gria2 die Hauptisoform im Kortex.

Im Kleinhirn waren die am häufigsten vorkommenden Glutamatrezeptoren Grial und Gria2, die in sehr ähnlichen Mengen exprimiert wurden, und das Altern hatte keinen Einfluss auf ihre Konzentration (Abbildung 1C). 4.2.Grinsen

NMDA-Rezeptoren sind Glutamat-abhängige heterotetramere Kanäle für Calcium- und Natriumionen, die für die synaptische Plastizität entscheidend sind [2] und aus Grin-Isoformen bestehen [23]. Wir fanden heraus, dass die Hauptform von Grin, die in allen untersuchten Gehirnstrukturen exprimiert wurde, Grin1 war (Abbildung 1A-C). Die Konzentration dieser Isoform wurde durch die Alterung im Hippocampus und Kleinhirn nicht beeinflusst; es war jedoch im Cortex signifikant reduziert (Abbildung 1B). Insgesamt war die Gesamtkonzentration aller NMDA-Untereinheiten mit Ausnahme von Grin3a (dessen Spiegel durch das Altern nicht beeinflusst wurde und im Vergleich zu anderen Grin-Proteinen auf einem sehr niedrigen Niveau exprimiert wurde) im gealterten Kortex verringert, während er im Kleinhirn unverändert war ( Abbildung 1B,C). Im Hippocampus spiegelte sich die Alterung in einer statistisch signifikanten Abnahme der Gesamtmenge an Grin-Proteinen und auch der Isoformen Grin2b und Grin3a wider.

4.3.Raster

Gridl und Grid2 sind ionotrope Rezeptoren, die fast ausschließlich im Kleinhirn exprimiert werden und an der Regulation der synaptischen Plastizität beteiligt sind [24]. Wir fanden heraus, dass im Kleinhirn die Hauptisoform Grid2 ist und dass sein Titer nicht durch Alterung beeinflusst wird (Abbildung 1C). Im Hippocampus und Kortex ist die Konzentration von Gridl bzw. Grid2 bei gealterten Tieren signifikant geringer; Der Titer dieser Rezeptoren ist jedoch im Allgemeinen sehr niedrig (Abbildung 1A,B).

4.4.Grik

Kainat-Rezeptoren sind heteromere Natriumkanäle, die die ionotrope und metabotrope Übertragung vermitteln [25,26]. Unsere Analyse ergab, dass die Konzentration von fast allen Mitgliedern der Grik-Proteinfamilie in den alten Hippocampi und Cortices verringert war (Abbildung 1A,B). Im Gegensatz dazu wurde der Titer von Grik-Proteinen, mit Ausnahme der Grik2-Isoform, durch Alterung nicht beeinflusst Kleinhirn (Abbildung 1C).

4.5.Grm

Wir identifizierten sieben Mitglieder von Glutamat-abhängigen metabotropen Rezeptoren, Grm, in allen untersuchten Gehirnformationen: Grml-7 (Abbildung 1A-C). Die Gesamtkonzentration von Grm-Proteinen im Hippocampus und Cortex war bei älteren Tieren reduziert ( Abbildung 1A,B), während der Gesamttiter der zerebellären Grms durch Alterung nicht signifikant verändert wurde (Abbildung 1C).

Eine detaillierte Analyse ergab, dass die Spiegel der am häufigsten vorkommenden Isoformen von Grm (Grm2, Grm3 und Grm5) im Hippocampus bei alten Mäusen signifikant verringert waren (Abbildung 1A), während sich im Kortex die Titer der am häufigsten vorkommenden Isoformen änderten wurden nicht signifikant verändert (Abbildung 1B).

5.GABAerge Übertragung

y-Aminobuttersäure ist der am häufigsten vorkommende inhibitorische Neurotransmitter im Gehirn und kann mit zwei Arten von Rezeptoren interagieren: dem ionotropen GABAA-Rezeptor, der ein Chloridkanal ist, und dem metabotropen GABAg-Rezeptor. GABA-Rezeptoren sind pentamere Proteine, die aus verschiedenen Untereinheiten zusammengesetzt sind∶ a（Gabra）, （Gabrb）, y（Gabrg）und δ（Gabrd）【27】GABAg ist ein heterodimerer G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der von den Untereinheiten Gabbrl und Gabbr2 gebildet wird[28] . 6.GABAA-Gabr

Unsere Analyse zeigte, dass die Gesamtkonzentration des GABA-Proteins im Hippocampus und Cortex alter Mäuse signifikant reduziert war, aber nicht durch Alterung im Kleinhirn beeinflusst wurde (Abbildung 2A). Diese Veränderungen spiegelten sich in Veränderungen in der Expression einzelner Untereinheiten des GABAA-Rezeptors wider (Abbildung 2B-D). 6.1.Gabra (Untereinheit a)

Wir fanden heraus, dass die Gesamtkonzentration der Gabra-Untereinheiten in allen untersuchten Gehirnformationen nicht durch Alterung beeinflusst wurde (Abbildung 2B-D). Die am häufigsten vorkommende Isoform war Gabral. Innerhalb der a-Untereinheiten wurde nur die Gabra3- und Gabra5-Expression durch Alterung beeinflusst (Abbildung 2B-D). Die einzige statistisch signifikante Änderung wurde mit Gabra4 in Verbindung gebracht, dessen Titer im Cortex alter Tiere verringert war (Abbildung 2C). 6.2.Gabrb(Untereinheit)

Unsere Analyse zeigte, dass die Untereinheit die am weitesten verbreitete GABAA-Untereinheit in allen untersuchten Gehirnstrukturen war, sowohl bei jungen als auch bei alten Tieren (Abbildung 2B-D), und die Hauptisoform der Untereinheit war Gabrb2 (Abbildung 2B-D). Die Konzentration von Gabr2b war im Kleinhirn am höchsten, während seine Titer im Hippocampus und Kortex ähnlich waren (Abbildung 2B-D). Wir haben keine signifikanten altersbedingten Veränderungen in der Expression von Isoformen der Untereinheit im Hippocampus und Kleinhirn beobachtet. Im Kortex war der Gesamttiter von Gabrb jedoch signifikant reduziert, und dies war mit einer Abnahme des Gabrb2-Titers verbunden (Abbildung 2C).

6.3.Gabrg (Untereinheit)

Unter den y-Untereinheiten des GABAA-Rezeptors wurde Gabrg2 im Kortex und Kleinhirn am höchsten exprimiert (Abbildung 2C,D), und es war die einzige y-Untereinheit, die wir im Hippocampus nachweisen konnten (Abbildung 2B). Im Hippocampus und Kortex war die Gesamtkonzentration der Gabrg-Isoform bei jungen Tieren fast doppelt so hoch wie bei alten (Abbildung 2A,B). Andererseits wurde die Gesamtkonzentration der y-Untereinheit nicht durch die Alterung im Kleinhirn beeinflusst (Abbildung 2D). 6.4.Gabrd (Untereinheitδ)

Bei alten Mäusen wurde die $-Untereinheit hauptsächlich im Kleinhirn exprimiert (Abbildung 2B-D). Der Gabrd-Titer im Kleinhirn alter Mäuse war etwa zehnmal höher als im Kortex und mehr als 25-mal höher als im Hippocampus (Abbildung 2B-D). Das Altern hatte keine Auswirkung auf die Gabrd-Expression im Hippocampus und Kleinhirn, aber im Kortex wurde der Titer des Rezeptors durch das Altern um mehr als das Dreifache reduziert (Abbildung 2C). 7.GABAb-Gabbr

Gabbr ist ein heterodimerer metabotroper Rezeptor, der von den Gabbrl- und Gabbr1-Untereinheiten gebildet wird, und seine Funktion ist an die Aktivierung eines G-Proteins und die Modulation der Aktivitäten nachgeschalteter Effektoren wie Adenylatcyclase gekoppelt [29]. Wir fanden heraus, dass die Expression beider Untereinheiten des metabotropen Rezeptors im Hippocampus der gealterten Tiere verringert war (Abbildung 2B). Im Kleinhirn wurde die Gabbr-Menge durch das Altern nicht beeinflusst. Wir konnten auch eine signifikante Verringerung der Summe der Konzentrationen der Gabbr-Untereinheiten im Kortex beobachten, obwohl die Änderungen in den Titern der Untereinheiten nicht statistisch signifikant waren (Abbildung 2C). 8. Gad

Gad ist ein Enzym, das Glutamat decarboxyliert, um GABA zu produzieren [30]. Unsere Daten zeigen, dass die Expression der Hauptisoform von Gad im Hippocampus, Gad2, nicht durch Alterung beeinflusst wurde; der Spiegel einer anderen Gad-Isoform, Gad1, war jedoch signifikant erhöht (Abbildung 2B). Wir konnten auch signifikante Anstiege der Titer beider Gad-Isoformen im Kleinhirn alter Tiere beobachten (Abbildung 2D), aber es gab keine Veränderungen in der Gad-Expression im Kortex alter Mäuse (Abbildung 2C).

9. Calcium/Calmodulin-abhängige Kinasen

Die Aktivierung von Calcium/Calmodulin-abhängiger Proteinkinase (Camk) ist die erste Stufe der Umwandlung von Calciumsignalen in verschiedene Formen synaptischer Plastizität (für eine Übersicht siehe [31,32]). 9.1.Camk1

Die einzige Isoform von Camkl, die wir in unserer Analyse fanden, war Camkld. Wir haben auch einige Camkl-assoziierte Peptide beobachtet, aber wir waren nicht in der Lage, sie genau ausgewählten Camkl-Isoformen zuzuordnen (sie werden als "Camkl" bezeichnet, Abbildung 3A-C). In unserer Analyse haben wir keine signifikante Alterungsassoziation beobachtet Änderungen in der Konzentration dieser Gruppe von Camk im Hippocampus und Kortex (Abbildung 3A,B). Andererseits war der Titer von Camkl im Kleinhirn alter Mäuse signifikant erhöht (Abbildung 3C).

9.2.Camk2

Camk2 gehört zu den am weitesten verbreiteten Proteinen in allen Gehirnstrukturen [8,3]. Wir fanden heraus, dass unter den Camk2-Isoformen der Titer von Camk2a der höchste in allen untersuchten Gehirnstrukturen ist (Abbildung 3A-D) und dass seine Konzentration im Hippocampus und Cortex um ein Vielfaches höher ist als der Titer von Camk2b, dem zweithäufigsten Isoform von Camk2 (Abbildung 3A,B). Das Altern hatte keinen Einfluss auf die Konzentrationen der Camk2-Isoformen, mit Ausnahme von Camk2d, dessen Spiegel im Hippocampus alter Mäuse verringert war (Abbildung 3A).

9.3.Camk4

Die molekulare Rolle von Camk4 bei der synaptischen Plastizität unterscheidet sich von Camk2. Aktives Camk4 ist im Zellkern lokalisiert und reguliert die Transkription von Genen, die an der späten Phase der Gedächtnisbildung beteiligt sind [32].

Unsere Studie zeigt, dass die Konzentration von Camk4 in allen analysierten Gehirnformationen alter Tiere signifikant, fast zweimal, reduziert war (Abbildung 3A-D). Der Proteintiter war im Hippocampus am niedrigsten und im Kleinhirn am höchsten (Abbildung 3A-D).

9.4.Camkk

Calcium/Calmodulin-abhängige Proteinkinase-Kinasen (Camkk) phosphorylieren und regulieren die Aktivität von Camk-Proteinen. Unsere Analyse ergab, dass die Gesamtkonzentration von Camkk im Hippocampus und Kortex (Abbildung 3A, B, D) nicht statistisch signifikant durch Alterung beeinflusst wurde. Im Kleinhirn war die Konzentration der Camkkl-Isoform mehr als 3--fach erhöht bei alten Tieren, während die Camkk2-Konzentration bei älteren Tieren mehr als zweimal niedriger war (Abbildung 3C).

10.Prka-cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA)

Prka ist eine konservierte Serin-Proteinkinase mit großer Verbreitung und relativ geringer Spezifität, die verschiedene Untereinheiten der AMPA- und NMDA-Rezeptoren phosphorylieren und deren Funktion modulieren kann [34]. 10.1. Katalytische PKA-Untereinheiten – Prkac

Unsere Analyse zeigte, dass im Hippocampus die am häufigsten vorkommenden katalytischen Untereinheiten von PKA Prkaca und Prkacb sind (Abbildung 4). Die Konzentrationen einzelner Untereinheiten wurden durch die Alterung nicht beeinflusst; Die Gesamtkonzentration des Prkac-Proteins war jedoch bei gealterten Mäusen leicht, aber statistisch signifikant verringert (Abbildung 4A, D). Ähnlich wie im Hippocampus waren im Kortex und Kleinhirn die am weitesten verbreiteten katalytischen Untereinheiten von PKA Prkaca und Prkacb; Die Konzentrationen der Proteine ​​unterschieden sich jedoch nicht zwischen jungen und alten Tieren (Abbildung 4B,C). 10.2.PKA regulatorische Untereinheiten——Prkar

Wir fanden heraus, dass die Gesamtexpression von Pekar-Isoformen im Kortex am höchsten war, während im Hippocampus und Kleinhirn das Prkar-Niveau ähnlich war (Abbildung 4A-D). Das Alter hatte keinen Einfluss auf die Gesamtkonzentration von Prkar, und der einzige altersbedingte Unterschied war ein reduzierter Prkar2b-Spiegel im Hippocampus alter Mäuse (Abbildung 4A).

11. Mitogen-aktivierte Proteinkinasen – Mapk

Mark-Proteine ​​regulieren ein breites Spektrum an zytoplasmatischen und nukleären Prozessen, die an der neuronalen Plastizität beteiligt sind [35].

Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass Maple das am häufigsten vorkommende Mapk im Hippocampus war (Abbildung 4A). Die Gesamtkonzentration von Mapk im Hippocampus wurde durch das Altern nicht beeinflusst (Abbildung 4A, D); die Mapk3-Expression war jedoch im Alter etwa 23 Prozent höher Tiere (Abbildung 4A), und Mapk15 war in gealterten Hippocampi fast siebenmal erhöht (Abbildung 4A).

Sowohl im Kortex als auch im Kleinhirn wurde die Gesamtkonzentration von Mapk nicht durch das Altern beeinflusst, und Mapk1 war die wichtigste Kinase, die in den beiden Gehirnstrukturen exprimiert wurde (Abbildung 4B,C).

Dieser Artikel ist ein Auszug aus Cells 2021, 10, 2021. https://doi.org/10.3390/cells10082021 https://www.mdpi.com/journal/cells