title: Effects of ketamine administration on mTOR and reticulum stress signaling pathways in the brain after the infusion of rapamycin into prefrontal cortex.
abstract: Recent studies show that activation of the mTOR signaling pathway is required for the rapid antidepressant actions of glutamate N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonists. A relationship between mTOR kinase and the endoplasmic reticulum (ER) stress pathway, also known as the unfolded protein response (UPR) has been shown. We evaluate the effects of ketamine administration on the mTOR signaling pathway and proteins of UPR in the prefrontal cortex (PFC), hippocampus, amygdala and nucleus accumbens, after the inhibiton of mTOR signaling in the PFC. Male adult Wistar rats received pharmacological mTOR inhibitor, rapamycin (0.2 nmol), or vehicle into the PFC and then a single dose of ketamine (15 mg/kg, i.p.). The immunocontent of mTOR, eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1 (4E-BP1), eukaryotic elongation factor 2 kinase (eEF2K) homologous protein (CHOP), PKR-like ER kinase (PERK) and inositol-requiring enzyme 1 (IRE1) - alpha were determined in the brain. The mTOR levels were reduced in the rapamycin group treated with saline and ketamine in the PFC; p4EBP1 levels were reduced in the rapamycin group treated with ketamine in the PFC and nucleus accumbens; the levels of peEF2K were increased in the PFC in the vehicle group treated with ketamine and reduced in the rapamycin group treated with ketamine. The PERK and IRE1-alpha levels were decreased in the PFC in the rapamycin group treated with ketamine. Our results suggest that mTOR signaling inhibition by rapamycin could be involved, at least in part, with the mechanism of action of ketamine; and the ketamine antidepressant on ER stress pathway could be also mediated by mTOR signaling pathway in certain brain structures.
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Helena M
authors.initials: HM
authors.lastname: Abelaira
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil. Electronic address: gislainezilli@hotmail.com.
authors.forename: Gislaine Z
authors.initials: GZ
authors.lastname: Réus
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Zuleide M
authors.initials: ZM
authors.lastname: Ignácio
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Maria Augusta B
authors.initials: MA
authors.lastname: Dos Santos
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Airam B
authors.initials: AB
authors.lastname: de Moura
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Danyela
authors.initials: D
authors.lastname: Matos
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Júlia P
authors.initials: JP
authors.lastname: Demo
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Júlia B I
authors.initials: JB
authors.lastname: da Silva
authors.affiliation: Laboratório de Fisiopatologia Experimental, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Monique
authors.initials: M
authors.lastname: Michels
authors.affiliation: Laboratório de Fisiopatologia Experimental, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Mariane
authors.initials: M
authors.lastname: Abatti
authors.affiliation: Laboratório de Fisiopatologia Experimental, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Beatriz
authors.initials: B
authors.lastname: Sonai
authors.affiliation: Laboratório de Fisiopatologia Experimental, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil.
authors.forename: Felipe
authors.initials: F
authors.lastname: Dal Pizzol
authors.affiliation: Translational Psychiatry Research Group and Department of Clinical Medicine, Faculty of Medicine, Federal University of Ceara, Fortaleza, CE, Brazil.
authors.forename: André F
authors.initials: AF
authors.lastname: Carvalho
authors.affiliation: Laboratório de Neurociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brazil; Translational Psychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), Houston, TX, USA; Center of Excellence on Mood Disorders, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), Houston, TX, USA; Neuroscience Graduate Program, The University of Texas Graduate School of Biomedical Sciences at Houston, Houston, TX, USA.
authors.forename: João
authors.initials: J
authors.lastname: Quevedo
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