Cellular regulation of the dopamine transporter

Jacob Eriksen

645 Downloads (Pure)

Abstract

Dopamintransporteren er ansvarlig for genoptag af dopamin fra den synaptiske kløft og er det primære mål for virkningen af udbredte psykostimulantia så som kokain og amfetamin. Selvom DAT spiller en central rolle for virkningen af psykostimulantia, så er viden om fordeling og 'trafficking' af DAT i endogene systemer begrænset. I nærværende studie har vi brugt fluorescensmærkede kokainanaloger med høj affinitet for DAT. Disse kokainanaloger muliggør visualisering af DAT i levende primærkulturer af dopaminerge kulturer. I de dopaminerge nerveceller var DAT ensartet fordelt i plasma membranen både i soma og i nervecellens udløbere. FRAP (fluoresecens recovery after photobleaching) eksperimenter viste bidirektionel bevægelse af DAT, og desuden var der evidens for meget mobil DAT i både udløbere og varikositeter. DAT udviste konstitutiv endocytose og blev ophobet i vesikulære strukturer, der muligvis repræsenterer en intracellulær pulje af DAT. Den konstitutive endocytose kunne blokeres af lentiviral medieret ekspression af dominant negativ dynamin 1, og konstitutiv internaliseret DAT co-lokaliserede til dels med både EGFP-Rab5 og transferrin receptoren. Overraskende var DAT internalisering ikke påvirket af protein kinase C (PKC) aktivitet i vores primærkulturer af dopaminerge nerveceller. Hverken stimulering af PKC med PMA eller ved at hæmme PKC med GF109203X påvirkede internaliseringen eller dopaminoptag. Disse resultater er forskellige fra observationer i cellelinier, som exogent udtrykker DAT og sætter spørgsmålstegn ved paradigmet om PKC-medieret regulering af DAT i dopaminerge nerveceller. For yderligere at karakterisere den konstitutive internalisering, som vi observerede i de dopaminerge neuroner anvendte vi flere forskellige strategier til at detektere DAT i både cellelinier og dopaminerge nerveceller. For at undersøge internalisering af eksogent udtrykt DAT brugte vi et konstrukt med DAT N-terminalen fusioneret med den intracellulære del af enkelt transmembran domæne proteinet Tac for herved at skabe en ekstracellulær antistof-epitop. Når dette Tac-DAT fusionsprotein blev udtrykt i HEK293 celler udviste det funktionelle egenskaber svarende til vildtype transporteren og blev internaliseret i lighed med denne. I et ELISA eksperiment kunne vi kvantificere en konstitutiv tidsafhænigig DAT internaliserng i HEK293 og den medfølgende intracellulære akkumulering blev øget af leupeptin, en hæmmer af lysosomal degradering. Dette indikerer at Tac-DAT delvist blev sorteret til lysosomal degradering. For at videre undersøge denne hypotese udtrykte vi TacDAT i den dopaminerge cellelinie 1Rb3An27, og her undersøgte vi sorteringen af TacDAT v.h.a. co-udtryk af endosomale markører koblet til EGFP. Kvantificering viste at internaliseret TacDAT kolokaliserede med Rab7, som lokaliserer til sen endosomale vesikler, et forstadie til lysosomer. TacDAT kolokaliserede signifikant mere med Rab7 end Rab11, som lokaliserer til en anden type 'recycling' endosomer. For at undersøge om dette også var gældende for konstitutivt internaliseret DAT enodgent, udtrykte vi EGFP-Rab markørerne v.h.a. lentivirus i primærkulturer med dopaminerge nerveceller. Ved hjælp af kokain-analogen, JHC 1-64 observerede vi at konstitutivt internaliseret DAT colokaliserede med Rab7 og ikke Rab11. Desuden var der en udpræget colokalisering mellem DAT og den lysosomale markør LysoTracker. Vi foreslår derfor at konstitutivt internaliseret DAT sorteres til degradering via rab7 positive vesikler til lysosomer både i cellelinier og primærkulturer med dopaminerge nerveceller, som udtrykker DAT endogent. Samlet giver resultaterne et billede af en dynamisk opretholdelse DAT homøostase i dopaminerge nerveceller.

OriginalsprogEngelsk
Antal sider196
StatusUdgivet - 2010

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Cellular regulation of the dopamine transporter'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater