Microtubule synthesis as a biomarker

Details Microtubule synthesis as a biomarker Microtubule synthesis as a biomarker

G - Physics

01

N

G01N 23/00 (2006.01) G01N 33/48 (2006.01)

Patent

CA 2624567

Stable isotope labeling was used to measure dynamics of tubulin incorporation into microtubule subpopulations representing different neuronal compartments in the murine hippocampus. Neuronal microtubules were largely static. Basal turnover was highest in tau-associated (axona) and growth cone), lower in MAP2- associated (somatodendritic), and lowest in cold stable (axonal shaft) subpopulations. Intracerebroventricular glutamate injection stimulated label incorporation into axonal shaft and somatodendritic microtubules, the latter dependent on cAMP-PKA. Hippocampus-dependent memory formation after contextual fear conditioning was accompanied by increased assembly of MAP2- and cold stable-microtubules. Both microtubule assembly and memory formation were inhibited by the microtubule depolymerizing drug, nocodazole. This approach allows for correlation with behavioral measures of learning and memory and for the screening of candidate agents for stimulatory activities on learning memory.

La plasticité synaptique joue un rôle crucial dans l'apprentissage et le stockage en mémoire et dans les troubles cognitifs. Une réorganisation cytosquelettique sous-tend la plasticité synaptique neuronale mais l'on sait peu de choses concernant la régulation des cinétiques cytosquelettiques chez les animaux vivants. On a utilisé un marquage aux isotopes stables pour mesurer les éléments dynamiques de l'incorporation de tubuline dans les sous-populations de microtubules représentant différents compartiments neuronaux dans l'hippocampe murin. Les microtubules neuronaux étaient largement statiques. Le renouvellement basal est le plus élevé dans les sous-populations associées à tau (cône axonal et de croissance), plus faible dans les sous-populations associées à MAP2 (somatodendritiques) et le plus faible dans les sous-populations stables froides (arbre axonal). L'injection de glutamate intracérébroventriculaire a stimulé l'incorporation de marqueur dans l'arbre axonal et les microtubules somatodendritiques, ces derniers étant liés au PKA AMPc. La formation de mémoire dépendante de l'hippocampe après un conditionnement de peur contextuelle était accompagnée d'un assemblage accru de microtubules MAP2 et stables froids. A la fois l'assemblage de microtubules et la formation de mémoire étaient inhibés par le médicament de dépolymérisation de microtubule, le nocodazole. Cette approche permet une corrélation avec les mesures comportementales de l'apprentissage et de la mémoire et le criblage d'agents candidats pour des activités de stimulation pour l'apprentissage et la mémoire.

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