Neuroprotective effect of dauricine in cortical neuron culture exposed to hypoxia and hypoglycemia: involvement of correcting perturbed calcium homeostasis

We have previously reported that dauricine protects brain tissues from focal cerebral ischemia. To corroborate this effect, neurotoxicity due to hypoxia and hypoglycemia was assessed in primary cultures of rat cortical neurons by using a trypan blue exclusion method. To further clarify the mechanism, the intracellular Ca²⁺ concentration ([Ca²⁺]_i) and mitochondrial membrane potential (ΔΨ_m) of dissociated rat cortical cells were monitored by fura-2 fluorescence measurements and flow cytometry, respectively. The results showed that 1and 10μmol/L dauricine significantly enhanced neuronal survival during 4h of hypoxia and hypoglycemia. Dauricine inhibited the increase in [Ca²⁺]_i and decrease in ΔΨ_m induced by 30min of hypoxia and hypoglycemia. When exploring the pathway, we found that 1μmol/L dauricine inhibited the [Ca²⁺]_i increase induced by 7.5nmol/L thapsigargin in either the presence or absence of extracellular Ca²⁺ and by 1mmol/L L-glutamate in the presence of extracellular Ca²⁺. These results suggest that dauricine prevents neuronal loss from ischemia in vitro, which is in accordance with our previous research in vivo. In addition, by inhibiting Ca²⁺ release from the endoplasmic reticulum and Ca²⁺ influx from the extracellular space, dauricine suppressed the increase in [Ca²⁺]_i and, subsequently, the decrease in ΔΨ_m induced by hypoxia and hypoglycemia. This effect may underlie the mechanism of action of dauricine on cerebral ischemia.

Nous avons indiqué antérieurement que la dauricine pouvait protéger les tissus cérébraux de l’ischémie cérébrale focale. Pour attester l’effet, nous avons évalué la neurotoxicité de l’hypoxie/hypoglycémie dans des cultures primaires de neurones corticaux de rats en utilisant une méthode d’exclusion au bleu trypan. Pour mieux comprendre le mécanisme, nous avons vérifié la concentration de Ca²⁺ intracellulaire ([Ca²⁺]_i) et le potentiel de membrane mitochondrial (ΔΨ_m) de cellules corticales dissociées de rats par le biais de mesures de l’émission de fluorescence du fura-2 et la cytométrie en flux, respectivement. Les résultats ont montré que des doses de 1 et 10 μM de dauricine ont stimulé la survie neuronale durant 4 h d’hypoxie/hypoglycémie. Par ailleurs, la dauricine a inhibé l’augmentation de la [Ca²⁺]_i et la diminution du ΔΨ_m induites par 30 min d’hypoxie/hypoglycémie. La dose de 1 μM a inhibé l’augmentation de la [Ca²⁺]_i induite par 7,5nM de thapsigargine en présence et en absence de Ca²⁺ extracellulaire, et par 1 mM de L-glutamate en présence de Ca²⁺ extracellulaire. Ces résultats laissent supposer que la dauricine prévient la perte neuronale liée à l’ischémie in vitro, ce qui confirme nos résultats antérieurs in vivo. De plus, en inhibant la libération de Ca²⁺ du réticulum endoplasmique et l’influx de Ca²⁺ de l’espace extracellulaire, la dauricine a supprimé l’augmentation de la [Ca²⁺]_i, puis la diminution du ΔΨ_m induites par l’hypoxie/hypoglycémie. Cet effet pourrait sous-tendre le mécanisme d’action de la dauricine sur l’ischémie cérébrale.