Zeitliche Veränderungen der Glyoxalase 1 nach akuter Gehirnschädigung und die Rolle von Ethylpyruvat auf die astrozytäre Narbenbildung

Abstract

Methylglyoxal (MG) ist ein neurotoxisches Produkt der Glykolyse. Entgiftet wird MG durch das ubiquitäre, zytosolische Glyoxalase (Glo) System. In dieser Arbeit wurden die zeitlichen und örtlichen Veränderungen der Glo1 nach einer akuten Gehirnschädigung und die Effekte seines Inhibitors Ethylpyruvat (EP) auf die Narbenbildung untersucht. In organotypischen, hippokampalen Schnittkulturen (OHSC) konnte nach exzitotoxischer Schädigung eine zeitlich abhängige Umverteilung des Glo1 Monomers zum Glo1 Dimer beobachtet werden. Weiterhin erfolgte eine Translokation der Glo1 hin zur neuronalen Zellmembran. In der immunhistochemischen Analyse nach permanentem Verschluss der Arteria cerebri media (pMCAO) fand sich auf der geschädigten Seite eine neuronale Expression der Glo1. Nach 60 Tagen waren die Neurone nicht mehr immunreaktiv und es zeigte sich eine starke Reaktion in den Astrozyten. In den Zelllinien BV2 und HT22 konnten keine zeitlichen, stimulations- und EP abhängigen Unterschiede der Glo1 Immunreaktion beobachtet werden. Im astrozytären scratch wound assay verlangsamte EP die astrozytäre Narbenbildung.

Methylglyoxal (MG) is a neurotoxic α,β- dicarbonyl derived from glycolysis. MG is detoxified by the ubiquitous, cytosolic glyoxalase (Glo) system. In the present work the temporal and spatial changes of Glo1 after acute cerebral lesions and the effects of its inhibitor ethyl pyruvate (EP) on astrocytic scar formation have been analyzed. Western blot analyses of excitotoxically lesioned organotypic hippocampal slice cultures (OHSC) revealed a temporal redistribution of Glo1 monomer and dimer, favoring a Glo1 dimer increase. Additionally, a translocation of Glo1 to the neuronal cell membrane and enhanced Glo1 immunoreactivity after excitotoxic insult were observed. Immunohistochemistry subsequent to permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO) showed a predominantly neuronal Glo1 immunoreactivity that was no longer visible after 60 days. Astrocytes displayed the highest Glo1 immunoreactivity 60 days after injury. Glo1 immunoreactivity was neither changed at the investigated time points nor after LPS or EP stimulation in BV2 and HT22 cells. EP decelerated astrocytic scar formation in the scratch wound assay.