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Merck

Regulation of copper transport crossing brain barrier systems by Cu-ATPases: effect of manganese exposure.

Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology (2014-03-13)
Xue Fu, Yanshu Zhang, Wendy Jiang, Andrew Donald Monnot, Christopher Alexander Bates, Wei Zheng
RÉSUMÉ

Regulation of cellular copper (Cu) homeostasis involves Cu-transporting ATPases (Cu-ATPases), i.e., ATP7A and ATP7B. The question as to how these Cu-ATPases in brain barrier systems transport Cu, i.e., toward brain parenchyma, cerebrospinal fluid (CSF), or blood, remained unanswered. This study was designed to characterize roles of Cu-ATPases in regulating Cu transport at the blood-brain barrier (BBB) and blood-CSF barrier (BCB) and to investigate how exposure to toxic manganese (Mn) altered the function of Cu-ATPases, thereby contributing to the etiology of Mn-induced parkinsonian disorder. Studies by quantitative real-time RT-PCR (qPCR), Western blot, and immunocytochemistry revealed that both Cu-ATPases expressed abundantly in BBB and BCB. Transport kinetic studies by in situ brain infusion and ventriculo-cisternal (VC) perfusion in Sprague Dawley rat suggested that the BBB was a major site for Cu entry into brain, whereas the BCB was a predominant route for Cu efflux from the CSF to blood. Confocal evidence showed that the presence of excess Cu or Mn in the choroid plexus cells led to ATP7A relocating toward the apical microvilli facing the CSF, but ATP7B toward the basolateral membrane facing blood. Mn exposure inhibited the production of both Cu-ATPases. Collectively, these data suggest that Cu is transported by the BBB from the blood to brain, which is mediated by ATP7A in brain capillary. By diffusion, Cu ions move from the interstitial fluid into the CSF, where they are taken up by the BCB. Within the choroidal epithelial cells, Cu ions are transported by ATP7B back to the blood. Mn exposure alters these processes, leading to Cu dyshomeostasis-associated neuronal injury.

MATÉRIAUX
Référence du produit
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Description du produit

Sigma-Aldrich
Base Trizma®, Primary Standard and Buffer, ≥99.9% (titration), crystalline
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Sigma-Aldrich
HEPES, ≥99.5% (titration)
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Sigma-Aldrich
Bicarbonate de sodium, ACS reagent, ≥99.7%
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Sigma-Aldrich
Dodécylsulfate de sodium, BioReagent, suitable for electrophoresis, for molecular biology, ≥98.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Saccharose, for molecular biology, ≥99.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Glycine, ReagentPlus®, ≥99% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
HEPES, BioPerformance Certified, ≥99.5% (titration), suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Base Trizma®, BioPerformance Certified, meets EP, USP testing specifications, suitable for cell culture, ≥99.9% (titration)
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Sigma-Aldrich
Bicarbonate de sodium, powder, BioReagent, for molecular biology, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture
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Sigma-Aldrich
Saccharose, ≥99.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Glycine, suitable for electrophoresis, ≥99%
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Quantité
Sigma-Aldrich
Bicarbonate de sodium, ReagentPlus®, ≥99.5%, powder
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Sigma-Aldrich
Dodécylsulfate de sodium, ≥99.0% (GC), dust-free pellets
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Sigma-Aldrich
Chlorure de sodium, for molecular biology, DNase, RNase, and protease, none detected, ≥99% (titration)
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Quantité
Sigma-Aldrich
N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine, BioReagent, suitable for electrophoresis, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Saccharose, ≥99.5% (GC), BioXtra
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Quantité
Sigma-Aldrich
Chlorure de calcium solution, BioUltra, for molecular biology, ~1 M in H2O
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Quantité
Sigma-Aldrich
Saccharose, BioUltra, for molecular biology, ≥99.5% (HPLC)
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Disponibilité
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Quantité
Sigma-Aldrich
Glycine, BioUltra, for molecular biology, ≥99.0% (NT)
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Conditionnement
Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Chlorure de sodium solution, 0.9% in water, BioXtra, suitable for cell culture
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Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Fluorure de phénylméthanesulfonyle, ≥98.5% (GC)
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Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Dodécylsulfate de sodium solution, BioUltra, for molecular biology, 10% in H2O
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Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Chlorure de sodium, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99%
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Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Chlorure de sodium solution, 5 M in H2O, BioReagent, for molecular biology, suitable for cell culture
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Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
Tromethamine, meets USP testing specifications
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Quantité
Sigma-Aldrich
Calcium chloride, anhydrous, BioReagent, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥96.0%
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Quantité
Sigma-Aldrich
Sigma 7-9®, ≥99% (titration), crystalline
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Quantité
USP
Saccharose, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Quantité
Sigma-Aldrich
Bicarbonate de sodium, anhydrous, free-flowing, Redi-Dri, ACS reagent, ≥99.7%
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Conditionnement
Disponibilité
Prix
Quantité
Sigma-Aldrich
N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine, BioReagent, for molecular biology, ≥99% (GC)
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Disponibilité
Prix
Quantité