Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

Standard

Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux. / Helms, Hans Christian.

København : Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen, 2012. 117 s.

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

Harvard

Helms, HC 2012, Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux. Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen, København.

APA

Helms, H. C. (2012). Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux. København: Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen.

Vancouver

Helms HC. Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux. København: Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen, 2012. 117 s.

Author

Helms, Hans Christian. / Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux. København : Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen, 2012. 117 s.

Bibtex

@phdthesis{bc995b1759df4029ab8f46d801a19bd8,
title = "Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux",
abstract = "Blod-hjernebarrieren (blood-brain barrier, BBB) opretholder den generelle homeostase i hjernens v{\ae}sker. BBB kan ogs{\aa} spille en rolle i homeostasen for den eksitatoriske aminosyre, L-glutamat. In vitro modeller kan v{\ae}re effektive v{\ae}rkt{\o}jer til at f{\aa} mekanistiske informationer om transcellul{\ae}r transport. De fleste in vitro modeller mangler dog funktionelle tight junctions. Dette projekt indeholder to underprojekter med m{\aa}lene; etabler og karakteriser en BBB model best{\aa}ende af endothelceller fra kalvehjerner dyrket i co-kultur med rotte astrocytter og unders{\o}g, hvordan tight junction-proteiner bliver p{\aa}virkede af dyrkningsmedier med h{\o}j bufferkoncentration; karakteriser den transcellul{\ae}re transport af L-glutamat og involveringen af excitatoriske aminosyre transport{\o}rer (excitatory amino acid transporter, EAAT) og evaluer om BBB kan spille en rolle i hjernens L-glutamat-homeostase. In vitro modelln blev etableret og karakteriseret med hensyn til ekspression af endothel- og astrocytspecifikke proteiner og morfologi. {\O}get buffer koncentration i de sidste 3 dages dyrkning medf{\o}rte en 100 – 300 {\%} {\o}gning af den transendothele elektriske modstand op til 1638  256  • cm2 og en nedsat mannitolpermeabilitet fra 3.20  2.7 • 10-6 cm • s-1 til 0.88  0.13 • 10-6 cm • s-1. Dette korrelerede med en {\o}get claudin-5 ekspression, mens andre tight junction-proteiner ikke var p{\aa}virkede. De pr{\ae}cise mekanismer bag denne regulering er uklare, men pH-svingninger under dyrkningen kan have medf{\o}rt en nedregulering af claudin-5 ved en direkte p{\aa}virkning eller som en afledt konsekvens. mRNA ekspression af en r{\ae}kke vigtige BBB mark{\o}rer blev bekr{\ae}ftet, og breat cancer resistance protein- og P-glycoprotein-ekspression blev vist funktionelt. EAAT-substraterne, L-aspartat, L-glutamat, men ikke D-aspartat udviste polariseret transport i blod-til-hjerne-retningen med en KM p{\aa} 138 ± 49 µM og Jmax p{\aa} 28 ± 3.1 pmol • min-1 • cm-2 for L-glutamat. D-aspartat akkumuleredes i co-kulturerne, n{\aa}r det blev tilsat den basolaterale side. EAAT-1 ekspression var konstant og ensartet i modellen og i friskt isolerede kapill{\ae}rer, mens ekspressionen af EAAT-2 og -3 var uklar. L-glutamat blev opkoncentreret i endothelcellerne indenfor 5 minutter af basolateral tils{\ae}tning. Optaget blev h{\ae}mmet af en generel EAAT-h{\ae}mmer og udviste Michaelis-Menten kinetik med Vmax p{\aa} 31 ± 6 pmol • cm-2 • min-1 og KM p{\aa} 36 ± 25 µM. Resultaterne viser, at BBB kan deltage i L-glutamat-homeostases gennem en kombination af EAAT-medieret optag over den basolaterale membran og efflux over den apical membran via en ukendt transport{\o}r, muligvis efter intracellul{\ae}r metabolisme.",
author = "Helms, {Hans Christian}",
year = "2012",
language = "English",
isbn = "978-87-90233-23-5",
publisher = "Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen",

}

RIS

TY - BOOK

T1 - Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux

AU - Helms, Hans Christian

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Blod-hjernebarrieren (blood-brain barrier, BBB) opretholder den generelle homeostase i hjernens væsker. BBB kan også spille en rolle i homeostasen for den eksitatoriske aminosyre, L-glutamat. In vitro modeller kan være effektive værktøjer til at få mekanistiske informationer om transcellulær transport. De fleste in vitro modeller mangler dog funktionelle tight junctions. Dette projekt indeholder to underprojekter med målene; etabler og karakteriser en BBB model bestående af endothelceller fra kalvehjerner dyrket i co-kultur med rotte astrocytter og undersøg, hvordan tight junction-proteiner bliver påvirkede af dyrkningsmedier med høj bufferkoncentration; karakteriser den transcellulære transport af L-glutamat og involveringen af excitatoriske aminosyre transportører (excitatory amino acid transporter, EAAT) og evaluer om BBB kan spille en rolle i hjernens L-glutamat-homeostase. In vitro modelln blev etableret og karakteriseret med hensyn til ekspression af endothel- og astrocytspecifikke proteiner og morfologi. Øget buffer koncentration i de sidste 3 dages dyrkning medførte en 100 – 300 % øgning af den transendothele elektriske modstand op til 1638  256  • cm2 og en nedsat mannitolpermeabilitet fra 3.20  2.7 • 10-6 cm • s-1 til 0.88  0.13 • 10-6 cm • s-1. Dette korrelerede med en øget claudin-5 ekspression, mens andre tight junction-proteiner ikke var påvirkede. De præcise mekanismer bag denne regulering er uklare, men pH-svingninger under dyrkningen kan have medført en nedregulering af claudin-5 ved en direkte påvirkning eller som en afledt konsekvens. mRNA ekspression af en række vigtige BBB markører blev bekræftet, og breat cancer resistance protein- og P-glycoprotein-ekspression blev vist funktionelt. EAAT-substraterne, L-aspartat, L-glutamat, men ikke D-aspartat udviste polariseret transport i blod-til-hjerne-retningen med en KM på 138 ± 49 µM og Jmax på 28 ± 3.1 pmol • min-1 • cm-2 for L-glutamat. D-aspartat akkumuleredes i co-kulturerne, når det blev tilsat den basolaterale side. EAAT-1 ekspression var konstant og ensartet i modellen og i friskt isolerede kapillærer, mens ekspressionen af EAAT-2 og -3 var uklar. L-glutamat blev opkoncentreret i endothelcellerne indenfor 5 minutter af basolateral tilsætning. Optaget blev hæmmet af en generel EAAT-hæmmer og udviste Michaelis-Menten kinetik med Vmax på 31 ± 6 pmol • cm-2 • min-1 og KM på 36 ± 25 µM. Resultaterne viser, at BBB kan deltage i L-glutamat-homeostases gennem en kombination af EAAT-medieret optag over den basolaterale membran og efflux over den apical membran via en ukendt transportør, muligvis efter intracellulær metabolisme.

AB - Blod-hjernebarrieren (blood-brain barrier, BBB) opretholder den generelle homeostase i hjernens væsker. BBB kan også spille en rolle i homeostasen for den eksitatoriske aminosyre, L-glutamat. In vitro modeller kan være effektive værktøjer til at få mekanistiske informationer om transcellulær transport. De fleste in vitro modeller mangler dog funktionelle tight junctions. Dette projekt indeholder to underprojekter med målene; etabler og karakteriser en BBB model bestående af endothelceller fra kalvehjerner dyrket i co-kultur med rotte astrocytter og undersøg, hvordan tight junction-proteiner bliver påvirkede af dyrkningsmedier med høj bufferkoncentration; karakteriser den transcellulære transport af L-glutamat og involveringen af excitatoriske aminosyre transportører (excitatory amino acid transporter, EAAT) og evaluer om BBB kan spille en rolle i hjernens L-glutamat-homeostase. In vitro modelln blev etableret og karakteriseret med hensyn til ekspression af endothel- og astrocytspecifikke proteiner og morfologi. Øget buffer koncentration i de sidste 3 dages dyrkning medførte en 100 – 300 % øgning af den transendothele elektriske modstand op til 1638  256  • cm2 og en nedsat mannitolpermeabilitet fra 3.20  2.7 • 10-6 cm • s-1 til 0.88  0.13 • 10-6 cm • s-1. Dette korrelerede med en øget claudin-5 ekspression, mens andre tight junction-proteiner ikke var påvirkede. De præcise mekanismer bag denne regulering er uklare, men pH-svingninger under dyrkningen kan have medført en nedregulering af claudin-5 ved en direkte påvirkning eller som en afledt konsekvens. mRNA ekspression af en række vigtige BBB markører blev bekræftet, og breat cancer resistance protein- og P-glycoprotein-ekspression blev vist funktionelt. EAAT-substraterne, L-aspartat, L-glutamat, men ikke D-aspartat udviste polariseret transport i blod-til-hjerne-retningen med en KM på 138 ± 49 µM og Jmax på 28 ± 3.1 pmol • min-1 • cm-2 for L-glutamat. D-aspartat akkumuleredes i co-kulturerne, når det blev tilsat den basolaterale side. EAAT-1 ekspression var konstant og ensartet i modellen og i friskt isolerede kapillærer, mens ekspressionen af EAAT-2 og -3 var uklar. L-glutamat blev opkoncentreret i endothelcellerne indenfor 5 minutter af basolateral tilsætning. Optaget blev hæmmet af en generel EAAT-hæmmer og udviste Michaelis-Menten kinetik med Vmax på 31 ± 6 pmol • cm-2 • min-1 og KM på 36 ± 25 µM. Resultaterne viser, at BBB kan deltage i L-glutamat-homeostases gennem en kombination af EAAT-medieret optag over den basolaterale membran og efflux over den apical membran via en ukendt transportør, muligvis efter intracellulær metabolisme.

M3 - Ph.D. thesis

SN - 978-87-90233-23-5

BT - Generation of a High Resistance in vitro Blood-Brain-Barrier Model and Investigations of Brain-to-Blood Glutamate Efflux

PB - Faculty of Health Sciences, University of Copenhagen

CY - København

ER -

ID: 46891487