Reactive gliosis and the effect on Aquaporin-4 distribution within astrocytes – an experimental study on ischemic stroke
Abstract
Background: Ischemic stroke is a major cause of death and disability all over the world and is often accompanied by cerebral edema. Astrocytes are one of the most abundant cells in the central nervous system and have a major role in acute stress management. Astrocytes responding to injury or disease is referred to as reactive (astro)gliosis.
Aquaporin-4 is a water-channel protein mostly located in the vascular astrocyte endfeet, involved in the cerebral water-balance and the formation of cerebral edema. The intracellular distribution of Aquaporin-4 is altered in ischemic stroke and the mechanism behind this is not yet fully understood.
Aim: The primary purpose of this study is to assess whether the intracellular distribution of Aquaporin-4 is altered when reactive gliosis is attenuated in ischemic stroke.
Methods: An experimental preclinical study on nine wild-type mice and seven mice with attenuated reactive gliosis assessed four weeks after photothrombotic stroke induction. Double immunofluorescence immunohistochemistry was performed with markers for Aquaporin-4 and Podocalyxin to visualise blood-vessels. Images was captured by Confocal microscopy and analysed in Image J using intensity plotting and colocalization.
Results: The results of this study showed no significant difference (p>0.05) in Aquaporin-4 distribution between wild-type mice and mice with attenuated reactive gliosis.
Conclusion: The results of this study suggest that reactive gliosis might have a limited impact on Aquaporin-4 intracellular distribution four weeks after ischemic stroke, at least in the cerebral cortex.
Degree
Student essay
Other description
Känner du någon som har drabbats av en stroke? Stroke är en sjukdom som drabbar hjärnans blodkärl. Det är en av världens vanligaste sjukdomar och den orsakar stort lidande i samhället. Den som drabbas av en stroke har en risk för bestående skador och riskerar i svåra fall att dö av sin stroke. Det finns två huvudtyper av stroke – hjärnblödning och stroke orsakad av en blodpropp.
När ett blodkärl täpps igen av en blodpropp får det området i hjärnan inget syre. Syrebrist leder till att området i hjärnan dör och dess funktioner faller bort. Beroende på vilket område som drabbas kan det leda till svårigheter att styra sina rörelser, språksvårigheter, sväljsvårigheter och förlamning av en kroppsdel med mera. Syrebrist leder också till en vätskeansamling och svullnad i hjärnan som kallas ödem. Ödem är en stor anledning till att stroke orsakar så stora skador och idag finns få effektiva behandlingar mot hjärnödem. För att kunna ta fram fler mediciner mot hjärnödem behöver man först förstå hur hjärnödem bildas och idag vet man inte riktigt hur det går till. Det finns vissa teorier om att delar av hjärnans immunförsvar, så kallade gliaceller, kan påverka bildandet av hjärnödem genom att styra hur mycket vattenkanaler som finns i hjärnan och var de sitter.
I vår studie undersökte vi en särskild vattenkanal i hjärnan som kallas Aquaporin-4 eftersom man tidigare har sett att den påverkar bildandet av hjärnödem vid en blodpropp i hjärnan. Vi använde oss av 16 möss, nio med normalt aktiverade gliaceller och sju möss med försvagade gliaceller. Mössen hade fyra veckor tidigare fått en blodpropp i hjärnan och vi analyserade sedan tvärsnitt av deras hjärnor med hjälp av ett mikroskop.
I studien såg vi ingen skillnad på vattenkanalens position mellan mössen som hade försvagade gliaceller och mössen med normalt fungerande gliaceller. Resultatet kan tolkas som att gliacellerna inte påverkar den här vattenkanalens position i hjärnan särskilt mycket, och därmed finns en möjlighet att gliacellerna inte heller har så stor inverkan på just den aspekten i bildandet av ödem. För att verkligen vara säker på detta behövs större studier och det skulle också behövas studier i ett mer akut skede av sjukdomen. Forskningen inom det här området pågår för fullt och vem vet, kanske får vi nya och effektiva behandlingar mot hjärnödem vid stroke inom en snar framtid!
Collections
View/
Date
2022-02-23Author
Rantanen, Matilda
Keywords
Ischemic stroke, Reactive gliosis, Aquaporin-4, Cerebral edema
Language
eng