Investigating the role of glycine in astrocyte signalling using calcium imaging of rat primary cultures of cortical astrocytes

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Glycinergic synapses in the more caudal regions of the central nervous system have already been extensively studied, and emerging data also suggest a role for glycine in several regions of the brain. Nevertheless, and in spite of the increasing body of evidence underlining the importance of neuron-glia interactions, glycine’s effect on the main pathway of astrocyte signaling, intracellular calcium waves (ICW), has not been previously studied. The present work explored the role of glycine in astrocyte signalling through evaluation of its effect in ATP (adenosine triphosphate)-induced ICW, using calcium imaging of rat primary cultures of cortical astrocytes, followed by an expression assessment of glycine receptors (GlyR) and transporters (GlyT) in these cells, at both protein and mRNA level. Results show that calcium responses to ATP 10μm in astrocytes were significantly diminished in the presence of glycine 500μm. This effect was abolished by strychnine 0.8μm, an antagonist of GlyR, and was independent of NMDA (N-Methyl-D-aspartate) receptor activation. Reinforcing these results, GlyR and GlyT were identified in astrocytes, suggesting that the glycine inhibitory effect upon ATP-induced ICW could be mediated by GlyR activation.

As sinapses glicinérgicas foram já extensivamente descritas nas regiões mais caudais do sistema nervoso central, e dados recentes sugerem que a glicina desempenha também um importante papel fisiológico em várias regiões do encéfalo. No entanto, apesar da crescente evidência experimental que demonstra a importância das interações neurónios-glia, o efeito da glicina sobre a principal via de sinalização em astrócitos, ondas intracelulares de cálcio, não foi anteriormente estudado. O presente trabalho estudou o papel da glicina na sinalização de astrócitos através da avaliação do seu efeito em ondas intracelulares de cálcio, por imagiologia de cálcio em culturas primárias de astrócitos corticais de rato. Foi igualmente efectuada uma avaliação da expressão dos receptores (GlyR) e transportadores (GlyT) de glicina nestas células, a nível de proteína e de mRNA. Os resultados indicam que a resposta de cálcio a ATP 10μm em astrócitos foi significativamente diminuída na presença de glicina 500μm. Este efeito foi abolido por estricnina 0.8μm, um antagonista de GlyR, e mostrou-se independente da activação de receptores NMDA de glutamato. Foram também identificados GlyR e GlyT em astrócitos, e estes resultados sugerem que o efeito inibitório da glicina sobre as OIC seja mediado por activação de GlyR.