GD3 synthase deletion alters retinal structure and impairs visual function in mice.

Autor: Abreu CA; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Teixeira-Pinheiro LC; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Lani-Louzada R; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., da Silva-Junior AJ; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Vasques JF; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Gubert F; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Nascimento-Dos-Santos G; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Mohana-Borges R; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Matos ES; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Pimentel-Coelho PM; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Santiago MF; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., Mendez-Otero R; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Regenerativa, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Journal of neurochemistry [J Neurochem] 2021 Aug; Vol. 158 (3), pp. 694-709. Date of Electronic Publication: 2021 Jun 26.
DOI: 10.1111/jnc.15443
Abstrakt: Gangliosides are glycosphingolipids abundantly expressed in the vertebrate nervous system, and are classified into a-, b-, or c-series according to the number of sialic acid residues. The enzyme GD3 synthase converts GM3 (an a-series ganglioside) into GD3, a b-series ganglioside highly expressed in the developing and adult retina. The present study evaluated the visual system of GD3 synthase knockout mice (GD3s -/- ), morphologically and functionally. The absence of b- series gangliosides in the retinas of knockout animals was confirmed by mass spectrometry imaging, which also indicated an accumulation of a-series gangliosides, such as GM3. Retinal ganglion cell (RGC) density was significantly reduced in GD3s -/- mice, with a similar reduction in the number of axons in the optic nerve. Knockout animals also showed a 15% reduction in the number of photoreceptor nuclei, but no difference in the bipolar cells. The area occupied by GFAP-positive glial cells was smaller in GD3s -/- retinas, but the number of microglial cells/macrophages did not change. In addition to the morphological alterations, a 30% reduction in light responsiveness was detected through quantification of pS6-expressing RGC, an indicator of neural activity. Furthermore, electroretinography (ERG) indicated a significant reduction in RGC and photoreceptor electrical activity in GD3s -/- mice, as indicated by scotopic ERG and pattern ERG (PERG) amplitudes. Finally, evaluation of the optomotor response demonstrated that GD3s -/- mice have reduced visual acuity and contrast sensitivity. These results suggest that b-series gangliosides play a critical role in regulating the structure and function of the mouse visual system.
(© 2021 International Society for Neurochemistry.)
Databáze: MEDLINE
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