Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Melatonin induziert Neuroprotektion durch System-Xc-Regulierung in neuralen Stammzellen

Melinda Clarke, Stephanie Crockett und Brian Sims

Hypoxische Hirnverletzungen sind eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei Neugeborenen. Melatonin (N-Acetyl-5-Methoxytryptamin) wurde jedoch als indirektes Antioxidans und direkter Radikalfänger identifiziert, der möglicherweise die schädlichen Auswirkungen hypoxisch-ischämischer Hirnverletzungen bei Neugeborenen verringern könnte. Hypoxische Ischämie führt zu zahlreichen Folgen, wie beispielsweise einem Anstieg des extrazellulären Glutamats. Die vielen Mechanismen, die an der durch Melatonin induzierten Neuroprotektion beteiligt sind, werden jedoch noch untersucht. Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass Melatonin Neuroprotektion induzieren könnte, indem es die Konzentrationen des Cystin-Glutamat-Austauschers (xCT), eines Aminosäuretransporters, erhöht, wie in früheren Arbeiten in unserem Labor gezeigt wurde. Für alle In-vitro-Studien zur Western-Blot-Analyse wurden neurale Stammzellen von Mäusen verwendet. In Dosis-Wirkungs-Studien erhöht Melatonin die xCT-Expression in neuralen Stammzellen bei Konzentrationen von 1 nM, 10 nM, 100 nM, 1 µM bzw. 10 µM um das 2,43 ± 0,81-, 3,58 ± 0,6-, 3,21 ± 1,13-, 3,30 ± 0,96- und 3,48 ± 0,30-fach (p < 0,01). In Zeitverlaufsstudien erhöht Melatonin die xCT nach 4 Stunden, 8 Stunden, 12 Stunden und 24 Stunden um das 2,60 ± 0,97-, 2,65 ± 0,27-, 3,29 ± 0,40- und 3,57 ± 0,60-fach. Melatonin erhöht die Cystinaufnahme. Die Hemmung von System Xc verringerte die Zelllebensfähigkeit. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Melatonin durch Erhöhung der xCT-Expression und -Aktivität neuroprotektiv wirken kann.