新皮質星状細胞の原発性培養におけるピルビン酸リサイクルの実証は、ニューロンではそうではありません

ピルビン酸リサイクルは、マウス脳皮質星状細胞、GABA作動性脳皮質介在ニューロン、および[4-（13）c]の産生を測定することにより両方の細胞タイプで構成される共培養の原発性培養で研究されました。核磁気共鳴分光法の。ラベルの位置のこの変化は、[3-（13）c]グルタミン酸のトリカルボン酸（TCA）サイクルへの侵入、標識されたα-ケトグルタル酸塩への変換、マリック酵素媒介性デカルボキシル化の標識されたα-ケトグルタル酸の変換によってのみ発生します。ピルビン酸塩またはホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ媒介オキサロアセテートからホスホエノールピルビン酸への変換、および後者のピルビン酸のその後の加水分解、およびTCAサイクルへのピルビン酸標識の導入、つまり、ピルベトンの皮膚式からの皮膚式からの皮膚式の皮膚骨の縁の後、アセチルCOAを介した同じピルビン酸分子の侵入。以前の観察と一致して、ピルビン酸リサイクルが星状細胞で実証され、これらの細胞がグルタミン酸の完全な酸化分解を引き受ける能力を示しています。リサイクル[4-（13）c]グルタミン酸はさらにグルタミンに変換されず、星状細胞代謝の区画を示しました。したがって、in vivoでの脳内のグルタミンへのリサイクルがないことは、星状細胞にピルビン酸リサイクルが存在しないことを示すことはできません。脳皮質ニューロンでは、リサイクルを実証することはできませんでした。これは、グルタミン酸から乳酸への標識の取り込みの不足と以前に実証されていたことと一致しており、ミトコンドリアの陰性酵素が動作していないことも示しています。また、共培養のピルビン酸リサイクルの兆候もありませんでした。これは、共培養におけるグルタミン酸の急速な枯渇によるものである可能性がありますが、この観察結果は、少なくともピルビン酸リサイクルが神経分解共培養でアップレギュレートされていないことを示しています。

Pyruvate recycling was studied in primary cultures of mouse cerebrocortical astrocytes, GABAergic cerebrocortical interneurons, and co-cultures consisting of both cell types by measuring production of [4-(13)C]glutamate from [3-(13)C]glutamate by aid of nuclear magnetic resonance spectroscopy. This change in the position of the label can only occur by entry of [3-(13)C]glutamate into the tricarboxylic acid (TCA) cycle, conversion of labeled alpha-ketoglutarate to malate or oxaloacetate, malic enzyme-mediated decarboxylation of malate to pyruvate or phosphoenolpyruvate carboxykinase-mediated conversion of oxaloacetate to phosphoenolpyruvate and subsequent hydrolysis of the latter to pyruvate, and introduction of the labeled pyruvate into the TCA cycle, i.e., after exit of the carbon skeleton of pyruvate from the TCA cycle followed by re-entry of the same pyruvate molecules via acetyl CoA. In agreement with earlier observations, pyruvate recycling was demonstrated in astrocytes, indicating the ability of these cells to undertake complete oxidative degradation of glutamate. The recycled [4-(13)C]glutamate was not further converted to glutamine, showing compartmentation of astrocytic metabolism. Thus, absence of recycling into glutamine in the brain in vivo cannot be taken as indication that pyruvate recycling is absent in astrocytes. No recycling could be demonstrated in the cerebrocortical neurons. This is consistent with a previously demonstrated lack of incorporation of label from glutamate into lactate, and it also indicates that mitochondrial malic enzyme is not operational. Nor was there any indication of pyruvate recycling in the co-cultures. Although this may partly be due to more rapid depletion of glutamate in the co-cultures, this observation at the very least indicates that pyruvate recycling is not up-regulated in the neuronal-astrocytic co-cultures.