Bidirectional communication between astrocytes and arterioles controls vasomotion
Notice bibliographique
Résumé
Authors: Grant Gordon¹ ¹University of Calgary Abstract: The resting perfusion of blood to the brain is immense and essential for proper function yet we have little understanding of how the brain regulates its basal blood supply. Astrocyte-mediated neurovascular coupling has conventionally been examined in the context of transient neuronally-evoked calcium (Ca2+) events triggering phasic changes in arteriole diameter to control blood flow. However, our group recently demonstrated that "resting" astrocyte Ca2+ levels control tonic, neural activity independent, brain blood flow. It was unclear if or how fluctuations in resting astrocyte Ca2+ regulated vascular tone in vivo. Using two-photon fluorescence imaging, astrocyte patch-clamp, pharmacology, chemogenetics and cre-lox gene knockdown in acute cortical brain slices and in vivo, we showed that increases in arteriole tone (vasoconstriction) caused a sustained elevation in the astrocyte endfoot Ca2+ level. Pharmacology suggested that a TRPV4-mediated Ca2+ influx initiated a Ca2+-dependent COX-1 pathway in endfeet that triggered the release of prostaglandin vasodilators. The role of endfoot COX-1 was further demonstrated with astrocyte specific cre-lox knockdown of the COX-1 gene PTGS1. Furthermore, chemogenetic control of arteriole constriction was sufficient to engage this pathway. While in brain slices this pathway appeared to be a static effect on arteriole tone, in awake mice in vivo, we found this pathway was involved in vasomotion - a pulsatile phenomenon of vascular contraction and relaxation occurring at ~0.1Hz which is important for the basal perfusion of tissue. Using an astrocyte selective AAV to overexpress a Ca2+ extrusion pump called CalEx, which clamps astrocyte free Ca2+ at a lower level and prevents increases, this largely abolished vasomotion compared to control virus. Our data demonstrated that bidirectional communication between astrocyte endfeet and arterioles is important for setting basal arteriole tone and vasomotion in vivo, which is likely an essential process for optimizing cerebral perfusion of oxygenated blood.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
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