Skip to main content
main-content

01.12.2017 | Research | Ausgabe 1/2017 Open Access

Journal of Neuroinflammation 1/2017

Astrocyte-specific overexpressed gene signatures in response to methamphetamine exposure in vitro

Zeitschrift:
Journal of Neuroinflammation > Ausgabe 1/2017
Autoren:
Nikki Bortell, Liana Basova, Svetlana Semenova, Howard S. Fox, Timothy Ravasi, Maria Cecilia G. Marcondes
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1186/​s12974-017-0825-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Background

Astrocyte activation is one of the earliest findings in the brain of methamphetamine (Meth) abusers. Our goal in this study was to identify the characteristics of the astrocytic acute response to the drug, which may be critical in pathogenic outcomes secondary to the use.

Methods

We developed an integrated analysis of gene expression data to study the acute gene changes caused by the direct exposure to Meth treatment of astrocytes in vitro, and to better understand how astrocytes respond, what are the early molecular markers associated with this response. We examined the literature in search of similar changes in gene signatures that are found in central nervous system disorders.

Results

We identified overexpressed gene networks represented by genes of an inflammatory and immune nature and that are implicated in neuroactive ligand-receptor interactions. The overexpressed networks are linked to molecules that were highly upregulated in astrocytes by all doses of methamphetamine tested and that could play a role in the central nervous system. The strongest overexpressed signatures were the upregulation of MAP2K5, GPR65, and CXCL5, and the gene networks individually associated with these molecules. Pathway analysis revealed that these networks are involved both in neuroprotection and in neuropathology. We have validated several targets associated to these genes.

Conclusions

Gene signatures for the astrocytic response to Meth were identified among the upregulated gene pool, using an in vitro system. The identified markers may participate in dysfunctions of the central nervous system but could also provide acute protection to the drug exposure. Further in vivo studies are necessary to establish the role of these gene networks in drug abuse pathogenesis.
Zusatzmaterial
Additional file 1: Visualization of gene changes and networks for identifying over-expression patterns and for initializing the analysis of astrocytic gene network behaviors upon Meth exposure. Genes were connected based on pathway, physical and genetic interactions, shared protein domains, or co-expression, using GeneMania and JActiveModules in Cytoscape platform. Highest score nodes were grouped by circular layout. (PNG 6917 kb)
12974_2017_825_MOESM1_ESM.png
Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2017

Journal of Neuroinflammation 1/2017 Zur Ausgabe

Neu in den Fachgebieten Neurologie und Psychiatrie

Meistgelesene Bücher in der Neurologie & Psychiatrie

  • 2016 | Buch

    Neurologie

    Das Lehrbuch vermittelt Ihnen das gesamte Neurologie-Prüfungswissen für Ihr Medizinstudium und bereitet auch junge Assistenzärzte durch detailliertes Fachwissen optimal auf die Praxis vor. Die komplett überarbeitete Auflage enthält sechs neue, interdisziplinäre Kapitel.

    Herausgeber:
    Werner Hacke
  • 2016 | Buch

    Komplikationen in der Neurologie

    Das Buch schildert Ereignisse im Rahmen der Neuromedizin, die während der Diagnostik und Therapie neurologischer Erkrankungen und Symptome auftreten können. Die Fallbeispiele sensibilisieren Sie für mögliche Risikofaktoren, um das Auftreten solcher Komplikationen zu vermeiden.

    Herausgeber:
    Frank Block
  • 2017 | Buch

    Facharztwissen Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie

    Leitsymptome, Untersuchungsmethoden, Krankheitsbilder, Notfälle & Co. – mit der Neuauflage des "Facharztwissens" sind Sie auf die Facharztprüfung in Psychiatrie und Psychotherapie optimal vorbereitet. In dieser 2. Auflage sind die Kapitel zu psychosomatischen Störungen deutlich ausgebaut.

    Herausgeber:
    Prof. Dr. Dr. Frank Schneider
  • 2019 | Buch

    Kompendium der Psychotherapie

    Für Ärzte und Psychologen

    Dieses Werk wendet sich an Ärzte und Psychologen, die an psychiatrischen und psychosomatischen Kliniken oder an Psychotherapeutischen Ausbildungsinstituten arbeiten und in den vorhandenen Lehrbüchern der Psychotherapie den Brückenschlag zur …

    Herausgeber:
    Tilo Kircher