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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Striatal-enriched protein tyrosine phosphatase (STEP) is a member of the PTP family, and exists
in two major isoforms, STEP61 and STEP46, being differentially expressed during development.
STEP is known to oppose synaptic strengthening by the dephosphorylation of key molecules
involved in neuronal signaling. Most of the published works on STEP activity and regulation
focus on its postsynaptic role, but recently STEP has also been located in glutamatergic
presynaptic terminals where it contributes to the regulation of calcium levels. Concerning
dopaminergic systems, it was reported that STEP levels are increased in Parkinson’ disease (PD)
mice model and in parkin-mutated PD patients. A parkin mutation may lead to STEP
accumulation, which may contribute to PD-associated dopaminergic neuronal death. PD is an
idiopathic pathology characterized by motor dysfunction due to the progressive loss of
dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta. Reported data show high levels
of tyrosine hydroxylase (TH), THSer31 phosphorylation and increased dopamine levels in
striatum of STEP KO mice, suggesting that STEP acts as a repressor of dopaminergic
transmission. Additionally, STEP KO mice or wild type (WT) mice treated with a specific STEP
inhibitor shown increased resistance to the dopaminergic toxin MPTP. This work aims to explore
if presynaptic STEP affects the formation and function of dopaminergic synapses. Our data
showed that dopaminergic neurons express STEP at the presynaptic terminals and STEP
inhibition did not significantly increase the levels of presynaptic markers in neuron cultures
from mice midbrain. The specific evaluation of dopaminergic neurons showed that STEP
inhibition does not affect synaptophysin levels. The morphological data suggest a compensation
effect when the dopaminergic toxin was administrated. The reduction of dopaminergic cells
may lead to an increase in the number of neurites to compensate the lack of dopaminergic
transmission. Taking together, more studies are necessary to clarify the role played by
presynaptic STEP in dopaminergic neurons and whereas presynaptic STEP contributes to
retrograde cell death observed in PD pathology.
A proteína fosfatase de resíduos de tirosina enriquecida no estriado (STEP) é um dos membros da família PTP, e existe maioritariamente em duas isoformas, a STEP61 e a STEP46 sendo diferencialmente expressas durante o desenvolvimento. A STEP é conhecida por se opor ao fortalecimento sináptico através da desfosforilação de moléculas chave envolvidas na sinalização neuronal. A maioria dos trabalhos publicados sobre a atividade e regulação da STEP têm foco no seu papel pós-sináptico, embora recentemente tenha sido confirmada a sua presença pré-sinapticamente em neurónios glutamatérgicos, onde contribui para a regulação dos níveis de cálcio. Em relação aos neurónios dopaminérgicos, foi reportado que os níveis de STEP estão aumentados em pacientes com a doença de Parkinson que tenham a mutação da parkina e em murganhos modelo da doença. A mutação na parkina pode levar a uma acumulação de STEP, que pode estar envolvida na morte neuronal associada a essa patologia. A doença de Parkinson é idiopática e caracteriza-se pela disfunção motora devido a perda progressiva de neurónios dopaminérgicos que ocorre na substantia nigra pars compacta. Estudos revelaram elevados níveis de tirosina hidroxilase (TH), fosforilação da THSer31 e elevados níveis de dopamina no estriado de murganhos STEP KO, o que sugere que a STEP está a agir como depressora da transmissão dopaminérgica. Além disso, murganhos STEP KO ou com fenótipo selvagem tratados com o inibidor da STEP, mostraram elevada resistência a lesão dopaminérgica exercida pelo MPTP. Este trabalho tem como objetivo verificar se a STEP présináptica afeta a formação e a função das sinapses dopaminérgicas. Os nossos dados mostraram que os neurónios dopaminérgicos expressam STEP nos terminais pré-sinápticos e que a inibição da STEP não alterou significativamente os níveis dos marcadores sinápticos em culturas de neurónios do mesencéfalo ventral de murganhos. A avaliação específica dos terminais dopaminérgicos mostrou que a inibição da STEP também não alterou a intensidade dos punctas nem de sinaptofisina nem de sinapsina. Os dados recolhidos da avaliação morfológica sugerem um efeito de compensação na condição controlo do MPP+ . A redução no número de neurónios dopaminérgicos pode estar a levar ao aumento do número de neurites para compensar a carência na transmissão dopaminérgica. Mais estudos serão necessários para clarificar o papel desempenhado pela STEP nos neurónios dopaminérgicos e além disso ajudar a perceber se a STEP pré-sináptica contribui para a morte retrógrada dos neurónios dopaminérgicos observada na doença de Parkinson.
A proteína fosfatase de resíduos de tirosina enriquecida no estriado (STEP) é um dos membros da família PTP, e existe maioritariamente em duas isoformas, a STEP61 e a STEP46 sendo diferencialmente expressas durante o desenvolvimento. A STEP é conhecida por se opor ao fortalecimento sináptico através da desfosforilação de moléculas chave envolvidas na sinalização neuronal. A maioria dos trabalhos publicados sobre a atividade e regulação da STEP têm foco no seu papel pós-sináptico, embora recentemente tenha sido confirmada a sua presença pré-sinapticamente em neurónios glutamatérgicos, onde contribui para a regulação dos níveis de cálcio. Em relação aos neurónios dopaminérgicos, foi reportado que os níveis de STEP estão aumentados em pacientes com a doença de Parkinson que tenham a mutação da parkina e em murganhos modelo da doença. A mutação na parkina pode levar a uma acumulação de STEP, que pode estar envolvida na morte neuronal associada a essa patologia. A doença de Parkinson é idiopática e caracteriza-se pela disfunção motora devido a perda progressiva de neurónios dopaminérgicos que ocorre na substantia nigra pars compacta. Estudos revelaram elevados níveis de tirosina hidroxilase (TH), fosforilação da THSer31 e elevados níveis de dopamina no estriado de murganhos STEP KO, o que sugere que a STEP está a agir como depressora da transmissão dopaminérgica. Além disso, murganhos STEP KO ou com fenótipo selvagem tratados com o inibidor da STEP, mostraram elevada resistência a lesão dopaminérgica exercida pelo MPTP. Este trabalho tem como objetivo verificar se a STEP présináptica afeta a formação e a função das sinapses dopaminérgicas. Os nossos dados mostraram que os neurónios dopaminérgicos expressam STEP nos terminais pré-sinápticos e que a inibição da STEP não alterou significativamente os níveis dos marcadores sinápticos em culturas de neurónios do mesencéfalo ventral de murganhos. A avaliação específica dos terminais dopaminérgicos mostrou que a inibição da STEP também não alterou a intensidade dos punctas nem de sinaptofisina nem de sinapsina. Os dados recolhidos da avaliação morfológica sugerem um efeito de compensação na condição controlo do MPP+ . A redução no número de neurónios dopaminérgicos pode estar a levar ao aumento do número de neurites para compensar a carência na transmissão dopaminérgica. Mais estudos serão necessários para clarificar o papel desempenhado pela STEP nos neurónios dopaminérgicos e além disso ajudar a perceber se a STEP pré-sináptica contribui para a morte retrógrada dos neurónios dopaminérgicos observada na doença de Parkinson.
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Keywords
Células Gliais Doença de Parkinson Neurodegeneração Neurónios Dopaminérgicos Sinapses Dopaminérgicas Step