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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Paula Fernanda Kinoshita
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Scavone, Cristoforo (President)
Barbosa, Leandro Augusto de Oliveira
Fernandes, Pedro Augusto Carlos Magno
Lopes, Luciana Biagini
Peron, Jean Pierre Schatzmann
Title in Portuguese
Participação do TNFR1 nos efeitos da ouabaína na sinalização inflamatória no hipocampo de camundongos.
Keywords in Portuguese
Comportamento
LPS
Neuroinflamação
Ouabaína
TNFR1
Abstract in Portuguese
O efeito anti-inflamatório da ouabaína tem sido demonstrado no sistema nervoso central. Baixas doses de ouabaína se ligam à Na+,K+-ATPase e ativam vias de sinalização relacionadas a crescimento, apoptose e inflamação. Nosso grupo mostrou que a ouabaína modula a expressão de BDNF, TNF e IL-1b. TNF tem um papel importante na inflamação e possui uma resposta complexa; e pode ser encontrado em duas formas: TNFtm (transmembrana) e TNFsol (solúvel). TNFsol é resultante da clivagem de TNFtm pela enzima TACE/ADAM 17. As duas formas de TNF interagem de forma diferente com os receptores de TNF: TNFR1 e TNFR2. TNFR1 possui um domínio de morte e é relacionado à via clássica de TNF com um perfil pró-inflamatório e pró-apoptótico. O objetivo do presente trabalho foi elucidar o papel do TNFR1 frente a estímulos com ouabaína e LPS. Foram utilizados camundongos TNFR1 KO para estudar o receptor. Os animais foram tratados com ouabaína ou salina seguido de uma segunda injeção de LPS ou salina. Depois de 2 horas da segunda injeção, hipocampo e córtex foram dissecados para os ensaios bioquímicos. Para os testes de comportamento, os animais foram avaliados no teste de campo aberto 1 dia após o tratamento; e no ensaio de esquiva inibitória 3 dias após o desafio. Os resultados mostraram que o LPS aumenta os níveis de TNF no soro dos animais WT e TNFR1 KO, mas a quantidade de TNF liberado no animal TNFR1 KO era superior ao no animal WT. A liberação de TNF é aumentada e a expressão de TNFR2 é diminuída no hipocampo somente nos animais TNFR1 KO tratados com LPS. IL-1b é aumentado apenas no grupo WT tratado com LPS, mostrando que o TNFR1 modula a expressão de IL-1b no hipocampo. O BDNF é aumentado no grupo TNFR1 KO tratado com LPS, mas ao mesmo tempo, a expressão de TrkB não é modulada pelo LPS como no grupo WT. Isto causa mudanças importantes no comportamento como os animais TNFR1 KO tratados com LPS apresentam diminuição na velocidade média e no tempo no centro. Estes dados demonstram que a resposta ao tratamento com LPS é mais severa nestes animais, refletindo maior comportamento ansioso. A ouabaína também aumenta a distância percorrida durante todos os experimentos nos animais WT, o que não foi encontrado nos animais TNFR1 KO, mostrando que o aumento de locomoção e exploração são dependentes de TNFR1. No ensaio de esquiva inibitória, o tratamento com ouabaína no grupo WT levou a um aumento no tempo de latência no dia 2, enquanto que no grupo TNFR1 KO este efeito foi perdido. Entretanto, nos animais TNFR1 KO, houve um aumento no tempo de latência no dia 2 no grupo controle e ouabaína+LPS, mostrando que a ouabaína de alguma forma depende de vias inflamatórias para ser protetora. Logo, nosso estudo mostrou a relevância da sinalização do TNFR1 no hipocampo e como isso pode ser um alvo importante para a neuroinflamação.
Title in English
TNFR1 role in ouabain effects in inflammatory pathway in mice hippocampus.
Keywords in English
Behavior
LPS
Neuroinflammation
Ouabain
TNF
TNFR1
Abstract in English
The anti-inflammatory role of ouabain in central nervous system has been demonstrated. Low doses of ouabain binds to Na+,K+-ATPase and activate signaling pathways related to growth, apoptosis and also inflammation. Our group has shown that ouabain modulates BDNF, TNF and IL-1b expression. TNF has a major role in inflammation and also has a very complex response. TNF can be found in two forms: tmTNF (transmembrane) and solTNF (soluble). SolTNF is a result of tmTNF cleavage by TACE/ADAM 17. Those two forms interact differently between the two TNF receptors: TNFR1 and TNFR2. TNFR1 has a death domain and is related to a canonical TNF pathway with a pro-inflammatory and pro-apoptotic profile. Thus, the objective of our work is to understand the role of TNFR1 in ouabain and as well as in LPS stimulus. To study the receptor, we used TNFR1 KO mice. The animals were treated with ouabain or saline followed by a second injection of LPS or saline. After 2 hours of the second injection, the hippocampus and cortex were dissected for the biochemical assays. For the behavior tests, the animals were evaluated in open field 24 hours after the treatment and after 3 days in passive avoidance. The results showed that LPS increased TNF levels in serum in WT and TNFR1 KO mice, but the amount of TNF released in TNFR1 KO mice was higher than in WT. TNF release was also increased and TNFR2 expression was decreased in hippocampus only in TNFR1 KO mice treated with LPS. IL-1b is increased only in WT group with LPS treatment showing that TNFR1 modulates IL-1b expression in hippocampus. BDNF is increased in TNFR1 KO group treated with LPS but at the same time, TrkB expression is not modulated by LPS as in WT group. This causes important modifications in behavior as TNFR1 KO mice presented in open field test a decrease in mean speed and in time in the center in LPS treated groups. These data demonstrate that LPS treatment is more severe in those animals and that also reflect in more anxious animals. Ouabain also increased distance travelled in the whole experiment in WT mice, which was not found in TNFR1 KO mice, demonstrating the increase in locomotion and exploration are TNFR1 dependent. In passive avoidance, ouabain in WT mice had a higher latency time in day 2 while in TNFR1 KO mice this effect was lost. However, in TNFR1 KO mice there was an increase in latency time in day 2 for control and ouabain+LPS groups showing that ouabain somehow needs inflammatory pathways to be protective. Thus, our study showed the relevance of TNFR1 signaling in the hippocampus and how this could be an important target for neuroprotection.
 
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Release Date
2021-10-16
Publishing Date
2019-10-29
 
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