Abstract How aging affects cellular components of the human brain active milieu remains largely unknown. We analyzed astrocytes and neurons in the neocortical access tissue of younger (22 - 50 years) and older (51 - 72 years) adult patients who underwent glioma resection. Aging decreased the amount of reduced mitochondrial cytochromes in astrocytes but not neurons. The total amount of protein was decreased in astrocytes and increased in neurons. Aged astrocytes showed morphological dystrophy quantified by the decreased length of branches, decreased volume fraction of leaflets, and shrinkage of the anatomical domain. Dystrophy correlated with the loss of gap junction coupling between astrocytes and increased input resistance. Aging was accompanied by the upregulation of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and downregulation of membrane-cytoskeleton linker Ezrin associated with leaflets. No significant changes in neuronal excitability or spontaneous inhibitory postsynaptic signaling were observed. Thus, brain aging is associated with the impaired morphological presence and mitochondrial malfunction of astrocytes, but not neurons.

Wound healing is a complex process based on the regulation of proliferation and migration of epithelial cells. Chronic wounds are characterized by increased proliferation and lack of migration of epidermal cells. The secreted human protein SLURP-2 regulates the growth and differentiation of epithelial cells. It has previously been shown that the targets of SLURP-2 are various types of nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), as well as muscarinic acetylcholine receptors involved in the regulation of epithelial cell homeostasis. In this work, we found that the previously demonstrated acceleration of keratinocyte migration under the incubation with SLURP-2 is due to its interaction with α7 type nAChR. Using alanine scanning mutagenesis, we showed that the R20A mutation of the SLURP-2 molecule increases the inhibitory activity of SLURP-2 towards α7-nAChR and leads to an even greater stimulation of Het-1A keratinocyte migration, while, in contrast to SLURP-2, does not stimulate, but suppresses the proliferation of Het-1A cells. At the same time, other SLURP-2 mutations simultaneously lead to inhibition of α7-nAChR, proliferation and migration of keratinocytes. Thus, new information was obtained about the localization of regions of the SLURP-2 molecule, the replacement of which can lead to a targeted change in the biological activity of SLURP-2. Further research into the possibility of regulating the activity of SLURP-2 and the creation of targeted drugs based on it may be useful for the development of new drugs that stimulate wound healing.

One month of calorically restricted diet (CR) induced morphological plasticity of astrocytes in the stratum (str.) radiatum of hippocampal CA1 in three-months old mice: the volume fraction of distal perisynaptic astrocytic processes increased whereas the number of gap-junction coupled astrocytes decreased. The uncoupling was not associated with a decrease in the expression of connexin 43. Uncoupling and morphological remodeling affected spontaneous Ca2+ activity in the astrocytic network: Ca2+ events became longer, whereas their spread was reduced. The change in the pattern of astrocytic Ca2+ activity may increase the spatial resolution of the information encoding in the astroglial network. Consistent with expanded synaptic enwrapping by the astroglial processes, the spillover of synaptically released K+ and glutamate was diminished after CR. However, no significant changes in the expression of astrocytic glutamate transporter (GLT-1/EAAT2) were observed, although the level of glutamine synthetase was decreased. Glutamate uptake is known to regulate the synaptic plasticity. Indeed, the magnitude of long-term potentiation (LTP) in the glutamatergic CA3-CA1 synapses was significantly enhanced after CR. Our findings highlight an astroglial basis for improved learning and memory reported in various species subjected to CR.