Φυσιολογικός ρόλος του εναλλακτικού ματίσματος του υποδοχέα NMDA στο οπτικό σύστημα

Στόχος: Ο υποδοχέας του γλουταμινικού οξέος ΝMDA (N-methyl-D-aspartate), αποτελεί μόριο-κλειδί που διαμεσολαβεί πολλούς τύπους συναπτικής πλαστικότητας στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Στο οπτικό σύστημα η πλαστικότητα ξεκινά στο επίπεδο του αμφιβληστοειδούς χιτώνα. Κατά την ανάπτυξη του αμφιβληστροειδούς οι υποδοχείς NMDA συμμετέχουν σε φαινόμενα πλαστικότητας εξαρτώμενα από την εμπειρία όπως ο λειτουργικός διαχωρισμός των ON και OFF μονοπατιών. Η ανάπτυξη και η οπτική αποστέρηση επηρεάζουν επίσης τις ηλεκτροφυσιολογικές ιδιότητες των υποδοχέων NMDA στον αμφιβληστροειδή του επίμυος καθώς και την έκφραση των υπομονάδων του NR1 και NR2. Η βασική υπομονάδα NR1 υφίσταται εναλλακτικό μάτισμα με αποτέλεσμα να εμφανίζεται σε οκτώ διαφορετικές ισομορφές που προσδίδουν μοριακή ποικιλότητα στον υποδοχέα. Το ερώτημα που ετέθη ήταν εάν η έκφραση των ισομορφών της υπομονάδας NR1 ρυθμίζεται κατά την ανάπτυξη του αμφιβληστροειδούς χιτώνα του επίμυος και εάν μεταβάλλεται από την οπτική εμπειρία. Μέθοδος: Χρησιμοποιήθηκαν αμφιβληστροειδείς επίμυων (Wistar) που μεγάλωσαν είτε σε φυσιολογικό ημερήσιο κύκλο 12 ώρες φως/12 ώρες σκοτάδι [normal-reared (NR)], είτε σε διαρκές σκοτάδι [dark-reared (DR)] από την 9η έως την 60η ημέρα μετά τη γέννηση. Η μελέτη της έκφρασης των ισομορφών του αμινοτελικού (NR1a, NR1b) και του καρβοξυτελικού (NR1-1, NR1-2, NR1-3, NR1-4) άκρου της υπομονάδας NR1 έγινε με τη μέθοδο της real-time PCR. Αποτελέσματα: Το αναπτυξιακό προφίλ όλων των ισομορφών εμφάνισε διαφορετική αύξηση κατά τη διάρκεια της δεύτερης και τρίτης εβδομάδας, με μέγιστη έκφραση στο τέλος της τρίτης εβδομάδας. Μεταξύ των ισομορφών του αμινοτελικού άκρου, η NR1b εκφραζόταν σταθερά σε υψηλότερα επίπεδα σε σχέση με την NR1a, ενώ μεταξύ των ισομορφών του καρβοξυτελικού άκρου, η NR1-2 εκφραζόταν σε υψηλότερα επίπεδα από την NR1-4, ενώ τόσο η NR1-1 όσο και η NR1-3 εκφράζονταν σε χαμηλά επίπεδα. Η ανάπτυξη στο σκοτάδι μείωσε την έκφραση όλων των ισομορφών σε πολλά αναπτυξιακά στάδια και στο ενήλικο ζώο. Σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ ηλικίας και οπτικής εμπειρίας προέκυψε για τις ισομορφές NR1a, NR1-2 και NR1-4. Συμπεράσματα: Η έκφραση όλων των ισομορφών της υπομονάδας NR1 μεταβάλλεται κατά την ανάπτυξη του αμφιβληστροειδούς του επίμυος, ενώ ορισμένες (NR1a, NR1-2 and NR1-4) ρυθμίζονται τόσο από την ηλικία όσο και από την οπτική εμπειρία. Τέτοιες μεταβολές μπορεί να παίζουν σημαντικό ρόλο σε φαινόμενα πλαστικότητας που λαμβάνουν χώρα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα.