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Conditional disruption of calpain in the CNS alters dendrite morphology, impairs LTP, and promotes neuronal survival following injury.
J Neurosci ; 33(13): 5773-84, 2013 Mar 27.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-23536090
Ubiquitous classical (typical) calpains, calpain-1 and calpain-2, are Ca(+2)-dependent cysteine proteases, which have been associated with numerous physiological and pathological cellular functions. However, a clear understanding of the role of calpains in the CNS has been hampered by the lack of appropriate deletion paradigms in the brain. In this study, we describe a unique model of conditional deletion of both calpain-1 and calpain-2 activities in mouse brain, which more definitively assesses the role of these ubiquitous proteases in brain development/function and pathology. Surprisingly, we show that these calpains are not critical for gross CNS development. However, calpain-1/calpain-2 loss leads to reduced dendritic branching complexity and spine density deficits associated with major deterioration in hippocampal long-term potentiation and spatial memory. Moreover, calpain-1/calpain-2-deficient neurons were significantly resistant to injury induced by excitotoxic stress or mitochondrial toxicity. Examination of downstream target showed that the conversion of the Cdk5 activator, p35, to pathogenic p25 form, occurred only in the presence of calpain and that it played a major role in calpain-mediated neuronal death. These findings unequivocally establish two central roles of calpain-1/calpain-2 in CNS function in plasticity and neuronal death.
Asunto(s)
Lesiones Encefálicas/metabolismo; Lesiones Encefálicas/patología; Encéfalo; Calpaína/deficiencia; Potenciación a Largo Plazo/fisiología; 1-Metil-4-fenil-1,2,3,6-Tetrahidropiridina/farmacología; Factores de Edad; Análisis de Varianza; Animales; Animales Recién Nacidos; Biofisica; Encéfalo/embriología; Encéfalo/crecimiento & desarrollo; Encéfalo/patología; Lesiones Encefálicas/inducido químicamente; Lesiones Encefálicas/fisiopatología; Bromodesoxiuridina/metabolismo; Muerte Celular/efectos de los fármacos; Muerte Celular/genética; Dendritas/metabolismo; Dendritas/patología; Dendritas/ultraestructura; Modelos Animales de Enfermedad; Estimulación Eléctrica; Embrión de Mamíferos; Potenciales Evocados/efectos de los fármacos; Potenciales Evocados/fisiología; Agonistas de Aminoácidos Excitadores/farmacología; Potenciales Postsinápticos Excitadores/efectos de los fármacos; Potenciales Postsinápticos Excitadores/genética; Femenino; Regulación del Desarrollo de la Expresión Génica/genética; Proteínas Fluorescentes Verdes/genética; Hipocampo/citología; Técnicas In Vitro; Proteínas de Filamentos Intermediarios/genética; Proteínas de Filamentos Intermediarios/metabolismo; Potenciación a Largo Plazo/genética; Masculino; Aprendizaje por Laberinto/fisiología; Ratones; Ratones Endogámicos C57BL; Ratones Transgénicos; N-Metilaspartato/farmacología; Proteínas del Tejido Nervioso/genética; Proteínas del Tejido Nervioso/metabolismo; Nestina; Neuronas/citología; Neuronas/metabolismo; Técnicas de Placa-Clamp; Fosfotransferasas; Desempeño Psicomotor; ARN Mensajero/metabolismo; Tinción con Nitrato de Plata; Transfección

Texto completo: 1 Bases de datos: MEDLINE Asunto principal: Encéfalo / Lesiones Encefálicas / Calpaína / Potenciación a Largo Plazo Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Neurosci Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Canadá

Texto completo: 1 Bases de datos: MEDLINE Asunto principal: Encéfalo / Lesiones Encefálicas / Calpaína / Potenciación a Largo Plazo Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Neurosci Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Canadá