S'abonner

L-DOPA ameliorates hippocampus-based mitochondria respiratory dysfunction caused by GCI/R injury - 29/05/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.116664 
Wenzhu Wang a, b, h, Jingyu Zhao c, Zihan Li a, h, Xiaoyu Kang a, Ting Li a, h, Nickolay K. Isaev e, f, Elena A. Smirnova e, g, Hui Shen d, , Lixu Liu a, j, , Yan Yu a, h, i, j,
a China Rehabilitation Science Institute, China Rehabilitation Research Center, Beijing, PR China 
b Wenzhou Medical University, Wenzhou, PR China 
c School of Biomedical Engineering and Technology, Tianjin Medical University, Tianjin, PR China 
d Dept of Cellular Biology, School of Basic Medical Science, Tianjin Medical University, Tianjin, PR China 
e Biological Faculty, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia 
f Research Center of Neurology, Moscow, Russia 
g Department of Biology, MSU-BIT University, Shenzhen, PR China 
h Beijing Key Laboratory of Neural Injury and Rehabilitation, Beijing, PR China 
i Center of Neural Injury and Repair, Beijing Institute for Brain Disorders, Beijing, PR China 
j School of Rehabilitation Medicine, Capital Medical University, Beijing, PR China 

Corresponding author.⁎⁎Correspondence to: Institute of Rehabilitation Medicine of China, China Rehabilitation Science Institute, No.10, Jiao Men Bei Road, Fengtai District, Beijing 100068, PR China.Institute of Rehabilitation Medicine of China, China Rehabilitation Science InstituteNo.10, Jiao Men Bei Road, Fengtai DistrictBeijing100068PR China

Abstract

Mitochondrial dysmorphology/dysfunction follow global cerebral ischemia-reperfusion (GCI/R) injury, leading to neuronal death. Our previous researches demonstrated that Levodopa (L-DOPA) improves learning and memory impairment in GCI/R rats by increasing synaptic plasticity of hippocampal neurons. This study investigates if L-DOPA, used in Parkinson's disease treatment, alleviates GCI/R-induced cell death by enhancing mitochondrial quality. Metabolomics and transcriptomic results showed that GCI/R damage affected the Tricarboxylic acid (TCA) cycle in the hippocampus. The results of this study show that L-DOPA stabilized mitochondrial membrane potential and ultrastructure in hippocampus of GCI/R rats, increased dopamine level in hippocampus, decreased succinic acid level, and stabilized Ca2+ level in CA1 subregion of hippocampus. As a precursor of dopamine, L-DOPA is presumed to improves mitochondrial function in hippocampus of GCI/R rats. However, dopamine cannot cross the blood-brain barrier, so L-DOPA is used in clinical therapy to supplement dopamine. In this investigation, OGD/R models were established in isolated mouse hippocampal neurons (HT22) and primary rat hippocampal neurons. Notably, dopamine exhibited a multifaceted impact, demonstrating inhibition of mitochondrial reactive oxygen species (mitoROS) production, stabilization of mitochondrial membrane potential and Ca2+ level, facilitation of TCA circulation, promotion of aerobic respiratory metabolism, and downregulation of succinic acid-related gene expression. Consistency between in vitro and in vivo results underscores dopamine's significant neuroprotective role in mitigating mitochondrial dysfunction following global cerebral hypoxia and ischemia injury. Supplement dopamine may represent a promising therapy to the cognitive impairment caused by GCI/R injury.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical Abstract




Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

GCI/R causes hippocampal mitochondrial respiratory dysfunction.
L-DOPA or dopamine stabilizes Ca2+ level, the mitochondrial structure and function in the hippocampus of GCI/R-injured rats.
L-DOPA or dopamine is a potential novel mitochondrial regulator.
Supplement dopamine may represent a promising therapy to the cognitive impairment caused by GCI/R injury.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : L-DOPA, DA, GCI/R, OGD/R, ROS, ATP, FCCP, MitoROS, ECAR, 2-DG, OCR, MAO, NOR, NLR

Keywords : L-DOPA, GCI/R, Dopamine, Hippocampus, Mitochondria, Respiratory metabolism


Plan


© 2024  The Authors. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 175

Article 116664- juin 2024 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • A novel dosing approach for rituximab in glomerular diseases based on a population pharmacokinetic analysis
  • Jan Miroslav Hartinger, Martin Šíma, Zdenka Hrušková, Alena Pilková, Vojtěch Krátký, Romana Ryšavá, Eva Jančová, Daniel Bobek, Jiří Douša, Ivana Francová, Vladimír Tesař, Ondřej Slanař
| Article suivant Article suivant
  • Biological effects and mechanism of β-amyloid aggregation inhibition by penetrable recombinant human HspB5-ACD structural domain protein
  • Chang Liu, Xuying Ding, Meijun Zhao, Chen Chen, Xiaojun Zhang, Risheng Zhao, Yutong Chen, Yining Xie

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Déjà abonné à cette revue ?

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2026 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.