Dose-dependent effect of thyroid hormone on tau phosphorylation associated with reversal of long-term potentiation


Süer C. , Barutçu Ö., Tan B. , Dursun N. , Yousef M.

17. ULUSAL SİNİRBİLİM KONGRESİ, Trabzon, Turkey, 4 - 07 April 2019, pp.53

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Trabzon
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.53

Abstract

Objective: Dysfunctions in thyroid like hypo- and hyperthyroidism causes a high risk for the dementia development. It has been shown that high tau CSF levels were associated reversal of long-term potentiation (LTP)-like cortical plasticity and faster clinical progression in Alzheimer’s disease patients. Therefore, we investigated whether the intra-hippocampal infusion of different doses from T4 will affect tau protein phosphorylation during reversal of LTP. Methods: Twenty-four (2–3 months old, n=6/group) adult male rats were divided into 4 groups. After a 15-minute baseline recording, LTP which was induced by application of high- frequency stimulation protocol were then reversed by a low- frequency stimulation protocol (900 stimuli at 1 Hz). Infusions of saline, T4 (100 pM) or T4 (100 nM) of were made for 1 hour starting from the application of HFS. One of the groups was stimulated with 0.33 Hz during the experiment and the changes in the amount of protein in the samples obtained from infusion groups were evaluated according to this group. This study was approved by Erciyes University Ethics Committee (Decision no:17/044). Results: The results of the Kruskal-Wallis test revealed that total levels of Tau protein differ among group (p=0.017). Analysis of the ratio of phosphorylated-to-total tau protein showed that the fraction of phosphorylated tau at Thr231 was constitutively similar in all rats irrespective of their group (p>0.05), while there are significant differences at Ser416 (p=0.005). Mann–Whitney U tests confirmed that increased pSer416 tau-to-t-tau ratio in the saline infusion group was inhibited by T4 at the dose of 100 pM (p=0.016) but not at the dose of 100 nM (p>0.05). Conclusion: These observations may suggest that weakening of potentiated synapses is associated with an obvious tau phosphorylation at Ser416 epitope maybe decreased by administration low concentration of T4. This study was supported by Erciyes University Research Found (TDK-2016-6628, TSA-2018-7748). Keywords: hippocampus, protein tau, thyroid hormones, reversal of lTP

AMAÇ:Hipo ve hipertiroidizm gibi tiroid fonksiyon bozuklukları demans gelişimi için yüksek risk oluşturur. Yüksek tau BOS seviyelerinin, Alzheimer hastalığı olan hastalarda uzun dönemli güçlenme (UDG) benzeri kortikal plastisitenin tersine dönmesi ve daha hızlı klinik ilerlemeyle ilişkili olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada, T4'ün farklı dozlarda intra-hipokampal infüzyonunun, UDG'nin tersinimi sırasındaki tau protein fosforilasyonunu etkileyip etkilemediği araştırıldı. YÖNTEM:Yirmi dört (2-3 ay, n = 6 / grup) erişkin erkek sıçan 4 gruba ayrıldı. 15 dakikalık bir başlangıç kaydının ardından, yüksek frekanslı uyaran (YFU) protokolünün uygulanmasıyla indüklenen UDG, düşük frekanslı uyaran (DFU) protokolü (1 Hz'de 900 stimulus) ile tersine çevrildi. YFU uygulamasından başlayarak 1 saat süreyle serum fizyolojik, T4 (100 pM) veya T4 (100 nM) infüzyonları yapıldı. Gruplardan biri deney sırasında 0.33 Hz ile uyarıldı ve infüzyon gruplarından elde edilen örneklerdeki protein miktarındaki değişiklikler bu gruba göre değerlendirildi. Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylandı (Karar no: 17/044). BULGULAR:Kruskal-Wallis testinin sonuçları toplam tau protein düzeylerinin grup arasında farklılık gösterdiğini ortaya koydu (P=0,017). Fosforile-toplam tau protein oranının analizi, Thr231'deki fosforile tau oranının, gruplarına bakılmaksızın bütün sıçanlarda benzer olduğunu gösterdi (P>0.05), Ser416'da ise önemli farklılıklar vardı (P=0,005). Mann-Whitney U testlerinin, serum fizyolojik infüzyon grubundaki pSer416 tau-to-t-Tau oranının artmasının, 100 pM (P>0,05) dozunda değil ama 100 pM (P=0.016) dozunda T4 tarafından inhibe edildiğini gösterdi. SONUÇ:Bu gözlemler, güçlendirilmiş sinapsların zayıflatılmasının, Ser416 epitopunda bariz bir tau fosforilasyonu ile ilişkili olduğunu ve bunun T4’ün düşük konsantrasyonunun tatbik edilmesiyle azaltılabileceğini düşündürmektedir. Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Araştırma Fonu (TDK-2016-6628, TSA-2018-7748) tarafından desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: hipokampus, protein tau, tiroid hormonları, UDG'nin tersinimi