Uloga urogvanilina u razvoju ishemijskog moždanog udara

doctoral thesis

• Title (english): The role of uroguanylin in ischemic stroke development
• Author: Martina Ratko
• Mentor: Aleksandra Dugandžić (mentor)
• Committee member: Marija Renić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Srećko Gajović (član povjerenstva)
• Committee member: Dinko Mitrečić (član povjerenstva)
• Committee member: Mirza Žižak (član povjerenstva)
• Committee member: Vladiana Crljen (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; School of Medicine; Zagreb
• Defense date and country: 2022-12-01, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: BIOMEDICINE AND HEALTHCARE; Basic Medical Sciences; Human Physiology
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: BIOMEDICINE AND HEALTHCARE; Basic Medical Sciences; Neuroscience
• Universal decimal classification (UDC): 612 - Physiology

Abstract

Tijekom nastanka moždanog udara agonisti gvanilat ciklaze (GC)-A djeluju neuroprotektivno. Ovaj učinak nije dokazan za agoniste GC-B. S obzirom da do danas ne postoji istraživanje koje proučava ulogu GC-C receptora i njegovih agonista u razvoju ishemične ozljede mozga, cilj je ove doktorske disertacije utvrditi ulogu urogvanilina (UGN) te aktivacije GC-C ovisnog i GC-C neovisnog signalnog puta u razvoju moždanog udara. Istraživanje je provedeno na mišjem modelu moždanog udara (začepljenje srednje moždane arterije u trajanju od 60 min, MCAO) i to u životinja kojima nedostaje GC-C ili UGN te divljim tipovima (WT) životinja iz istog legla. Mozak miševa sniman je magnetnom rezonancom prije te 24 sata nakon MCAO-a. 48 sati nakon MCAO-a, sniman je Ca2+ odgovor na podražaj UGN-om te je tkivo podvrgnuto imunohistokemijskom bojanju. Nedostatak GC-C-a dovodi do razvoja manje ishemijske lezije. Nedostatak UGN-a nije doveo do jednakih rezultata. U WT i životinja kojima nedostaje UGN, Ca2+ odgovor nakon davanja UGN-a je veći u astrocitima peri-ishemijskog korikalnog područja velikog mozga kada se usporedi s odgovarajućim područjem korteksa neoštećene hemisfere. To nije zabilježeno i kod životinja kojima nedostaje GC-C. Jedini način kako bi GC-C mogao utjecati na Ca2+ stanični signalni sustav astrocita peri-ishemijskog područja je da ove stanice izražavaju GC-C nakon MCAO-a, što nije slučaj u fiziološkim uvjetima. Mogući razlog nastanka manje ishemijske lezije je smanjen Ca2+ odgovor astrocita u peri-ishemijskom području. Kako u životinja kojima nedostaje UGN nije primijećena promjena u veličini lezije u odnosu na divlji tip životinja, možemo pretpostaviti moguću ulogu još uvijek neotkrivenih agonista signalnog sustava gvanilinskih peptida u mozgu ili ulogu drugih, do sada nepoznatih čimbenika regulacije kalcijskog signalnog sustava astrocita. Ovi rezultati ukazuju na mogućnost primjene GC-C inhibitora u smanjenju moždanog oštećenja nakon pojave ishemičnog moždanog udara.

Abstract (english)

After ischaemic stroke, agonists of guanylate cyclase (GC)-A have a neuroprotective effect, whereas the same has not been confirmed for agonists of GC-B. Considering that there has been a lack of research into the effect of GC-C and its agonist uroguanylin (UGN) on ischemic stroke development, the aim of this doctoral thesis is to determine the role of UGN and activation of GC-C dependent and GC-C independent signaling pathway on the development of stroke. In this study a mouse model of ischemic stroke (middle cerebral artery occlusion for 60 min, MCAO) was used in GC-C KO and UGN KO mice and their wild type (WT) littermates. MR images of mouse brains were acquired before and 24 h after MCAO. 48 h after MCAO, the Ca2+ response to UGN stimulation was recorded and immunohistochemical staining was performed. Absence of GC-C resulted in the development of smaller ischaemic lesions while the same effect was not present in the absence of UGN. Upon UGN stimulation, WT and UGN KO animals showed a stronger Ca2+ response in astrocytes of the peri-ischaemic cerebral cortex compared with the same cortical region of the unaffected hemisphere. This was not observed in GC-C KO animals. The only reason why GC-C might affect Ca2+ signalling in peri-ischaemic astrocytes is that GC-C is expressed in these cells after MCAO, which is not the case in physiological conditions. Possible reason for the development of smaller ischaemic lesions is the reduced astrocyte's Ca2+ response in the peri-ischaemic area. Considering that lesion size did not differ between animals lacking UGN and WT, we can assume either the involvement of still unknown agonists of the guanylin peptide signaling system in the brain or the effect exerted by yet undiscovered regulatory factors of the astrocytic Ca2+ signaling system. These results suggest a possible application of GC-C inhibitors in decreasing brain damage after ischaemic stroke.

• Keywords: Urogvanilin; Gvanilin; Astrociti; Gvanilat ciklaza; Moždani udar; Ishemija mozga; Moždani udar; Ozljede mozga
• Keywords (english): Uroguanylin; Guanylin; Astrocytes; Guanylate Cyclase; Ischemic Stroke; Brain Ischemia; Stroke; Brain Injuries
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:105:597290
• Project: Number: KK.01.1.1.01.0007; Title: Eksperimentalna i klinička istraživanja hipoksijsko-ishemijskog oštećenja mozga u perinatalnoj i odrasloj dobi; Leader: Ivica Kostović; Jurisdiction: eu; Funder: EK
• Study programme: Title: Neuroscience; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstva (doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstva)
• Type of resource: Text
• Extent: 122 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-01-12 10:19:25