Golgi-Phosphoprotein 4 (GPP130) ist ein sensibles und selektives zelluläres Ziel für Manganexposition

Eine chronische erhöhte Exposition gegenüber Mangan (Mn) ist mit neurokognitiven und feinmotorischen Defiziten bei Kindern verbunden. Allerdings ist relativ wenig über die zellulären Reaktionen auf Mn bekannt, die den Übergang zwischen physiologischen und toxischen Expositionsniveaus betreffen. Hier untersuchten wir die Spezifität, Empfindlichkeit und den zeitlichen Verlauf der Reaktion des Golgi-Phosphoproteins 4 (GPP130) auf die Mn-Exposition in AF5 GABAergen Neuronen und bestimmten das Ausmaß, in dem der GPP130-Abbau in Gehirnzellen in vivo bei Ratten auftrat, die subchronisch Mangan ausgesetzt waren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der GPP130-Abbau in AF5-Zellen spezifisch für Mn war und nach der Exposition gegenüber Kobalt, Kupfer, Eisen, Nickel oder Zink nicht auftrat. Der GPP130-Abbau erfolgte ohne messbare Erhöhungen der intrazellulären Mn-Spiegel und bei Mn-Expositionen von nur 0,54 µM. GPP130-Protein war nur in etwa 15-30 % der Zellen in striatalen und kortikalen Gehirnschnitten von Ratten durch Immunfluoreszenz nachweisbar, und Mn-exponierte Tiere zeigten eine signifikante Verringerung sowohl der Anzahl der GPP130-positiven Zellen als auch der Gesamtmenge an GPP130-Protein, was die in vivo Relevanz dieser Mn-spezifischen Reaktion im primären Zielorgan der Mn-Toxizität veranschaulicht. Diese Ergebnisse liefern Einblicke in spezifische Mechanismen der zellulären Mn-Regulation und Toxizität im Gehirn, einschließlich der selektiven Anfälligkeit von Zellen für die zytotoxizität von Mn.