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Disruption of the sodium-dependent citrate transporter SLC13A5 in mice causes alterations in brain citrate levels and neuronal network excitability in the hippocampus

Henke, C. und Toellner, K. und van Dijk, R.M. und Miljanovic, N. und Cordes, T. und Twele, F. und Bröer, S. und Ziesak, V. und Rohde, M. und Hauck, S. und Vogel, C. und Welzel, L. und Schumann, T. und Willmes, D. und Kurzbach, A. und El-Agroudy, N. und Bornstein, S.R. und Schneider, S. und Jordan, J. und Potschka, H. und Metallo, C.M. und Köhling, R. und Birkenfeld, A.L. und Löscher, W. (2020) Disruption of the sodium-dependent citrate transporter SLC13A5 in mice causes alterations in brain citrate levels and neuronal network excitability in the hippocampus. Neurobiology of Disease, 143, Seite 105018. Elsevier. doi: 10.1016/j.nbd.2020.105018. ISSN 0969-9961.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096999612030293X?via%3Dihub

Kurzfassung

In addition to tissues such as liver, the plasma membrane sodium-dependent citrate transporter, NaCT (SLC13A5), is highly expressed in brain neurons, but its function is not understood. Loss-of-function mutations in the human SLC13A5 gene have been associated with severe neonatal encephalopathy and pharmacoresistant seizures. The molecular mechanisms of these neurological alterations are not clear. We performed a detailed examination of a Slc13a5 deletion mouse model including video-EEG monitoring, behavioral tests, and electrophysiologic, proteomic, and metabolomic analyses of brain and cerebrospinal fluid. The experiments revealed an increased propensity for epileptic seizures, proepileptogenic neuronal excitability changes in the hippocampus, and significant citrate alterations in the CSF and brain tissue of Slc13a5 deficient mice, which may underlie the neurological abnormalities. These data demonstrate that SLC13A5 is involved in brain citrate regulation and suggest that abnormalities in this regulation can induce seizures. The present study is the first to (i) establish the Slc13a5-knockout mouse model as a helpful tool to study the neuronal functions of NaCT and characterize the molecular mechanisms by which functional deficiency of this citrate transporter causes epilepsy and impairs neuronal function; (ii) evaluate all hypotheses that have previously been suggested on theoretical grounds to explain the neurological phenotype of SLC13A5 mutations; and (iii) indicate that alterations in brain citrate levels result in neuronal network excitability and increased seizure propensity.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135829/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Disruption of the sodium-dependent citrate transporter SLC13A5 in mice causes alterations in brain citrate levels and neuronal network excitability in the hippocampus
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Henke, C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Toellner, K.Department of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, University of Veterinary Medicine Hannover, 30559 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Dijk, R.M.Institute of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Miljanovic, N.Institute of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cordes, T.Department of Bioengineering, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Twele, F.Department of Bioengineering, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bröer, S.Department of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, University of Veterinary Medicine Hannover, 30559 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ziesak, V.Oscar-Langendorff-Institute of Physiology, Rostock University Medical Center, Rostock, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rohde, M.Oscar-Langendorff-Institute of Physiology, Rostock University Medical Center, Rostock, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hauck, S.Research Unit Protein Science, Helmholtz Center Munich, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vogel, C.Department of Biometry, Epidemiology and Information Processing, University of Veterinary Medicine Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Welzel, L.Department of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, University of Veterinary Medicine Hannover, 30559 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Willmes, D.University Hospital Dresden, Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kurzbach, A.University School of Medicine, Technische Universität DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
El-Agroudy, N.Section of Metabolic and Vascular Medicine, Medical Clinic III, Dresden University School of Medicine, Technische Universität Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bornstein, S.R.Section of Metabolic and Vascular Medicine, Medical Clinic III, Dresden University School of Medicine, Technische Universität Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, S.Department of Neurology, Ludwig-Maximilians-University, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jordan, J.Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; Jens.Jordan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4518-0706NICHT SPEZIFIZIERT
Potschka, H.Institute of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Metallo, C.M.Department of Bioengineering, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Köhling, R.Oscar-Langendorff-Institute of Physiology, Rostock University Medical Center, Rostock, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Birkenfeld, A.L.University Hospital Carl-Gustav Carus, Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löscher, W.Department of Pharmacology, Toxicology, and Pharmacy, University of Veterinary Medicine Hannover, 30559 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2020
Erschienen in:Neurobiology of Disease
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:143
DOI:10.1016/j.nbd.2020.105018
Seitenbereich:Seite 105018
Verlag:Elsevier
ISSN:0969-9961
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Epilepsy, NaCT; Proteom; Metabolom; Parahippocampal cortex
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Kardiovaskuläre Luft- und Raumfahrtmedizin
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Hinterlegt von: Schrage, Larissa
Hinterlegt am:01 Sep 2020 13:39
Letzte Änderung:16 Jun 2023 10:06

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