The metaplastic properties of the dentate granule cells alter in adult onset hypothyroidism by decreasing Akt phosphorylation


Dursun N. , Babur E. , Süer C. , Tan B.

17. ULUSAL SİNİRBİLİM KONGRESİ, Trabzon, Turkey, 4 - 07 April 2019, pp.54-55

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Trabzon
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.54-55

Abstract

Objective: In the present study, we examined whether stimulation known to induce LTD has modulating effects on LTP induction at the dentate gyrus synapses, where first relay of the hippocampus is, and whether thyroid hormones (THs) play a role in LTD and subsequent LTP modulation. We also investigated the differences in activation of two main MAPKs and Akt between control and hypothyroid rats in the hippocampus which was dissected out from the brain at least 95 min after priming onset. Methods: To this end, in vivo electrophysiological recordings were performed from the dentate gyrus of control and 6-npropyl-2-thiouracil (PTU)-treated animals, during which we employed two different types of low-frequency stimulation (1 Hz and 5 Hz) of the perforant pathway prior to tetanic stimulation to induce LTP. Activation of extracellular signal-regulated protein kinases 1/2, c-Jun N-terminal kinase, and Akt was measured in the hippocampus which was dissected out from the brain at least 95 min after priming onset. Results: The LTD elicited by 5 Hz stimulation negatively impacts the LTP induced by subsequent tetanic stimulation in hypothyroid animals; manifest by a more rapid diminution in the fEPSP slope and population spike amplitude. This phenomenon was accompanied by lower phosphorylated levels of Akt in surgically resected hippocampi of hypothyroid rats compared to those of euthyroid rats. Metaplastic response and the expression of mentioned proteins were not different in 1 Hz primed hippocampus between two groups.  Conclusion: These observations might suggest, by asserting that, decreased PI3K/Akt signaling may be involved in the compromised metaplastic regulation of LTP seen with hypothyroidism, which may account for the learning difficulties/cognitive impairments associated with this condition. This study was supported by The Research Foundation of Erciyes University of Turkey (TSA-2018-7748). Keywords: thyroid hormones, plasticity, dentate gyrus, hippocampus, protein kinase

AMAÇ:Bu çalışmada, uzun dönemli baskılanmayı (UDB) indüklediği bilinen stimülasyonun, dentat girus sinapslarında uzun dönemli güçlenmeyi (UDG) indüksiyonu üzerinde modüle edici etkiye sahip olup olmadığını, tiroit hormonlarının UDB'de ve UDG modülasyonunda rol alıp almadığını inceledik. Ayrıca, MAPK ve Akt'nin aktivasyonundaki, başlangıçtan 95 dakika sonra diseke edilen hipokampüsteki kontrol ve hipotiroidi sıçanları arasındaki farklılıkları araştırdık. YÖNTEM:In-vivo elektrofizyolojik kayıtlar, dentat girustan kontrol grubu ve 6-n-propil-2-tiourasil (PTU) verilen 2 gruptan alındı. UDG indüksiyonu için uygulanan tetanik stimülasyondan önce iki farklı tipte düşük frekanslı uyaran (DFU) (1-Hz ve 5-Hz) verildi. ERK 1/2, c-Jun N-terminal kinaz ve Akt düzeyleri, beyinden diseke edilen hipokampüste ölçüldü. BULGULAR:Hipotiroidi hayvanlarda 5-Hz uyarımı ile ortaya çıkan UDB, daha sonra tetanik uyarım tarafından indüklenen UDG’yi olumsuz yönde etkiledi; fEPSP eğiminde ve populasyon yükselme genliğinde hızlı bir azalma ile kendini gösterdi. Bu fenomene, hipotiroidili sıçan hipokampüslerinde, ötiroid sıçanlara kıyasla daha düşük fosforile edilmiş Akt seviyeleri eşlik etti. İki grup arasında hipokampüste metataplastik cevap ve belirtilen proteinlerin ekspresyonu farklı değildi. SONUÇ:Bu sonuçlar, azalmış PI3K / Akt sinyalinin, bu durumla ilişkili öğrenme güçlüğü / bilişsel bozulmaları açıklayabilen hipotiroidizmde görülen UDG'nin bozulmuş metaplastik düzenlemesinde rol oynayabileceğini ileri sürebilir. Erciyes Üniversitesi bilimsel araştırma projeleri birimi tarafından TSA-2018-7748 nolu proje kapsamında desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: tiroit hormonları, plastisite, dentat girus, hipokampüs, protein kinaz