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  • α-Synuclein-induced dysregulation of neuronal activity contributes to murine dopamine neuron vulnerability.

α-Synuclein-induced dysregulation of neuronal activity contributes to murine dopamine neuron vulnerability.

NPJ Parkinson's disease (2021-08-20)
Abeer Dagra, Douglas R Miller, Min Lin, Adithya Gopinath, Fatemeh Shaerzadeh, Sharonda Harris, Zachary A Sorrentino, Jonatan Fullerton Støier, Sophia Velasco, Janelle Azar, Adetola R Alonge, Joseph J Lebowitz, Brittany Ulm, Mengfei Bu, Carissa A Hansen, Nikhil Urs, Benoit I Giasson, Habibeh Khoshbouei
ZUSAMMENFASSUNG

Pathophysiological damages and loss of function of dopamine neurons precede their demise and contribute to the early phases of Parkinson's disease. The presence of aberrant intracellular pathological inclusions of the protein α-synuclein within ventral midbrain dopaminergic neurons is one of the cardinal features of Parkinson's disease. We employed molecular biology, electrophysiology, and live-cell imaging to investigate how excessive α-synuclein expression alters multiple characteristics of dopaminergic neuronal dynamics and dopamine transmission in cultured dopamine neurons conditionally expressing GCaMP6f. We found that overexpression of α-synuclein in mouse (male and female) dopaminergic neurons altered neuronal firing properties, calcium dynamics, dopamine release, protein expression, and morphology. Moreover, prolonged exposure to the D2 receptor agonist, quinpirole, rescues many of the alterations induced by α-synuclein overexpression. These studies demonstrate that α-synuclein dysregulation of neuronal activity contributes to the vulnerability of dopaminergic neurons and that modulation of D2 receptor activity can ameliorate the pathophysiology. These findings provide mechanistic insights into the insidious changes in dopaminergic neuronal activity and neuronal loss that characterize Parkinson's disease progression with significant therapeutic implications.

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Sigma-Aldrich
Glycerin, for molecular biology, ≥99.0%
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Natriumphosphat Monohydrat, ACS reagent, ≥98%
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HEPES, ≥99.5% (titration)
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Magnesiumsulfat, anhydrous, ReagentPlus®, ≥99.5%
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Natriumbicarbonat, powder, BioReagent, for molecular biology, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture
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Calciumchlorid Dihydrat, ACS reagent, ≥99%
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D-(+)-Glukose -Lösung, 45% in H2O, sterile-filtered, BioXtra, suitable for cell culture
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Dopamin -hydrochlorid
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Kaliumphosphat, powder, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99.0%
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Dulbecco Modifiziertes Eagle-Medium – hoher Glucosegehalt, With 4500 mg/L glucose, sodium pyruvate, and sodium bicarbonate, without L-glutamine, liquid, sterile-filtered, suitable for cell culture
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Magnesiumchlorid, anhydrous, ≥98%
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Adenosin-5′-triphosphat Dinatriumsalz Hydrat, Grade I, ≥99%, from microbial
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Schwefelsäure, 99.999%
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L-Ascorbinsäure, BioXtra, ≥99.0%, crystalline
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Triethanolamin, ≥99.0% (GC)
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Kaliumchlorid, for molecular biology, ≥99.0%
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Dextrose, 97.5-102.0% anhydrous basis, meets EP, BP, JP, USP testing specifications
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Anti-Tyrosin-Hydroxylase-Antikörper, Chemicon®, from rabbit
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Natriumpyruvat, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥99%
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L-Cystein, from non-animal source, BioReagent, suitable for cell culture, ≥98%
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Ethylenglykol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-Tetraessigsäure, for molecular biology, ≥97.0%
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Kynurensäure, ≥98%
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(+)-Natrium-L-ascorbat, powder, BioReagent, suitable for cell culture
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Anti-Aktin-Antikörper, Klon C4, ascites fluid, clone C4, Chemicon®
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Protease-Inhibitor-Cocktail-Set I, A cocktail of five protease inhibitors that will inhibit a broad range of proteases and esterases. Supplied with a data sheet.
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Ethylendiamintetraessigsäure, ACS reagent, 99.4-100.6%, powder
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Anti-Dopamin-D2-Rezeptor-Antikörper, Chemicon®, from rabbit
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Natriumchlorid, BioXtra, ≥99.5% (AT)
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(−)-Quinpirole hydrochloride, ≥98% (HPLC), solid
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GDNF from mouse, recombinant, expressed in E. coli, ≥98% (SDS-PAGE), ≥98% (HPLC), suitable for cell culture
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