|
|
Metabotropic glutamate receptors: mechanism of activation
Hlaváčková, Veronika ; Blahoš, Jaroslav (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Martásek, Pavel (oponent) ; Konvalinka, Jan (oponent)
Any living organism receives constantly many signals that have to be evaluated and weighted to respond in an appropriate way. To perform all functions needed for precise control of homeostasis and for communication with the surrounding environment, signals coming from the outside are recognized and transferred into modulation of intracellular signaling cascades. These mediate response to the extracellular stimulus as well as intercellular communication. Cell communication is mediated by several types of receptors, located either intracellularly (including nuclear receptors) that modulate gene transcription and receptors localized on plasma membrane. Cell membrane receptors are transmembrane proteins that are divided into three superfamilies according to their structure and principles of signal transduction. These are ion channel-linked receptors, enzyme-linked receptors and G-protein-coupled receptors (GPCRs). GPCRs comprise the biggest family of membrane receptors and are one of the largest gene families in general. They are encoded by about 1% of genes in mammals. Many of them bind sensory ligands (rhodopsin, taste and olfactory receptors), but others also recognize ions, amino acids, nucleotides, peptides and large glycoproteins (1). They play a crucial role in such distant physiological functions as...
|
|
|
Ionotropní glutamatové receptory a excitotoxicita
Skřenková, Kristýna ; Vyklický, Ladislav (vedoucí práce) ; Moravec, Jan (oponent)
Glutamát je hlavní excitační neurotransmiter v savčí centrální nervové soustavě. Jeho účinek je zprostředkován pomocí ionotropních glutamátových receptorů, které jsou zodpovědné za excitační synaptický přenos a hrají důležitou roli v procesu učení a vzniku paměti. Jsou-li však tyto receptory dlouhodobě aktivovány, dochází k buněčné smrti neuronů (excitotoxicitě). Tato práce je zaměřena především na jednu skupinu glutamátových receptorů, a to na NMDA receptory. Jejich studium je v centru pozornosti současného neurobiologického výzkumu, neboť existuje řada experimentálních i klinických důkazů o tom, že se přímo podílejí na vzniku závažných onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba, a spolupodílejí se na poškození nervové tkáně po traumatu, hypoxii a embolii. Následující text přináší stručný přehled současných poznatků o struktuře a funkci NMDA receptorů a mechanismech, jakými aktivace těchto receptorů vede k excitotoxicitě, a naznačuje některé možnosti neuroprotekce.
|
|
| |
|
|
Studium funkčních a molekulárních vlastností NMDA receptorů
Vyklický, Vojtěch ; Vyklický, Ladislav (vedoucí práce) ; Chvátal, Alexandr (oponent) ; Tureček, Rostislav (oponent)
N-methyl-D-aspartátové (NMDA) receptory patří mezi ionotropní glutamátové receptory, které zprostředkovávají rychlý synaptický přenos v centrální nervové soustavě savců a hrají klíčovou roli v synaptické plasticitě. Jejich nadměrná aktivace vede k buněčné smrti, která je příčinou vzniku řady závažných neurologických a psychiatrických onemocnění. Cílem našeho výzkumu bylo nalézt nové látky, které by zabránily dlouhodobé a nadměrné aktivaci NMDA receptorů. Testováním nově syntetizovaných steroidních látek na rekombinantních receptorech jsme ukázali vztah mezi strukturou derivátů přirozeně se vyskytujícího neurosteroidu pregnanolon sulfátu a jejich schopností modulovat NMDA receptory. Výsledky našich pokusů ukazují, že sulfátová a acetylová skupina na molekule pregnanolon sulfátu hrají významnou roli v jeho inhibičním působní. Analýzou proudových odpovědí jsme ukázali, že náhradou substituentů na C3 a C17 uhlíkatého skeletu steroidního jádra lze výrazně zvýšit účinnost steroidních látek a příznivě ovlivnit poměr mezi inhibicí receptorů, které jsou ve stacionárním a nestacionárním stavu aktivace. Tyto dva stavy odrážejí situaci, kdy jsou receptory aktivovány dlouhodobě (tonicky) a synapticky (fazicky). Pomocí elektrofyziologických a optických metod v kombinaci s metodami matematického modelování jsme ukázali,...
|
|
|
Multiple regulatory roles of the transmembrane adaptor protein NTAL in gene transcription and mast cell physiology
Polakovičová, Iva ; Dráber, Petr (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Hašek, Jiří (oponent)
(CZ) Tato dizertační práce se zaměřuje především na pochopení regulačních úloh transmembránových adaptorových proteinů NTAL ("non-T cell activation linker") a PAG ("phosphoprotein associated with glycosphingolipid-enriched microdomains") v aktivaci myších žírných buněk. V odborné literatuře existují protikladné studie o úloze proteinu NTAL v aktivační dráze vysoce afinního receptoru pro imunoglobulin E (IgE) (FcεRI). Studie prováděné na žírných buňkách připravených z myší s genovým knockoutem NTALu naznačují, že NTAL je negativní regulátor FcεRI signalizace, zatímco experimenty provedené na lidských žírných buňkách a buňkách bazofilní leukemie potkana s potlačenou expresí proteinu NTAL mu připisují pozitivní regulační roli. Abychom pochopili zapojení proteinu NTAL v FcεRI zprostředkované signalizaci v myších žírných buňkách a určili, zda různé metodiky delece NTALu mají různé fyziologické následky, použili jsme široké spektrum testů. Jako model jsme použili žírné buňky odvozené z kostní dřeně (BMMC) a připravili jsme BMMC z myší NTAL divokého typu ("wild type") a myší s genovým knockoutem NTALu. Pomocí lentivirových vektorů jsme transdukovali část buněk divokého typu vektorem nesoucím NTAL shRNA ("short hairpin RNA") pro generování buněk s potlačenou expresí NTALu ("knockdown") nebo prázdným...
|
|
|
Membránové vlastnosti gliových buněk po ischemii in vivo
Pivoňková, Helena ; Anděrová, Miroslava (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Vlachová, Viktorie (oponent)
V rámci své dizertační práce jsem měla za cíl charakterizovat membránové vlastnosti astrocytů a NG2 glií během akutní a chronické fáze ischemického poškození centrální nervové soustavy se zaměřením na expresi a aktivitu K+ iontových kanálů. Pro experimenty jsme použili dva modely ischemie u potkanů - globální mozkovou ischemii, která způsobuje selektivní poškození neuronů a vznik astrogliózy v CA1 oblasti hipokampu, a inkubaci míšního segmentu v roztoku se zvýšenou koncentrací K+. Zjistili jsme, že hipokampální astrocyty jsou od třetího dne po ischemii 4 depolarizované a 1 měsíc po ischemii vykazují vyšší podíl dovnitř usměrněných proudů. Exprese Kir4.1 kanálů byla snížena od třetího dne po ischemii, zatímco exprese Kir2.1, Kir5.1 a TREK1 kanálů byla silně zvýšena u reaktivních astrocytů 1 měsíc po ischemii. U NG2 glií jsme zjistili signifikantní zvýšení vně usměrněných zpožděných a A-typu K+ (KDR a KA) proudů 2 hodiny a 3 dni po ischemii a snížení dovnitř usměrněných K+ proudů 3 dni po ischemii, což je typické pro proliferující buňky. Komplexní astrocyty v míše vystavené zvýšené koncentraci K+ vykazovaly větší změny ve srovnání s dalšími druhy astrocytů, tzn detekovali jsme u nich zvýšení KDR and KA proudů. Navíc, inkubace míchy v roztoku se zvýšenou koncentrací K+ vedla ke změnám v objemové regulaci u...
|
|
|
Imunohistochemická analýza vlastností inhibičních glycinových a GABAB receptorů v MNTB
Trojanová, Johana ; Tureček, Rostislav (vedoucí práce) ; Druga, Rastislav (oponent) ; Vyklický, Ladislav (oponent)
Vlastnosti glycinových (GlyR) a GABAB (GABABR) receptorů byly studovány v mediálním jádře trapézovitého tělesa (MNTB) u dospělého potkana. MNTB je součástí sluchových jader mozkového kmene a je tvořeno skupinou buněk, mezi nimiž převažují tzv. hlavní neurony (PC). PC přijímají 2 typy synaptických vstupů. Excitační, přicházející z kontralaterálního anteroventrálního kochleárního jádra (AVCN), tvoří obrovské glutamátergní nervové zakončení, tzv. Heldův kalich (CH). Inhibiční vstupy jsou představovány glycinergními a GABAergními vlákny nejasného původu. Synapticky uvolněná GABA a glycin modulují excitační přenos v MNTB prostřednictvím receptorů exprimovaných presynaptickými a postsynaptickými neurony. Cílem práce bylo objasnit subcelulární distribuci a podjednotková složení těchto receptorů a přispět tak k lepšímu pochopení jejich funkce v MNTB. Při našich pokusech jsme používali imunohistochemické metody. Receptory na mozkových řezech byly značeny specifickými protilátkami, jejichž lokalizace v nervové tkáni byla provedena pomocí fluorescenční a elektronové mikroskopie. Experimentální práce byla rozdělena do tří etap. První část ukázala, že GlyR se v MNTB dělí na dvě odlišné populace. Postsynaptické receptory tvoří αβ heteromerické shluky na tělech a dendritech PC. Tyto shluky kolokalizují s glycinergními...
|
|
|
Charakterizace molekulárních komponent kanabinoidní signalizace
Hájková, Alena ; Blahoš, Jaroslav (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Maletínská, Lenka (oponent)
Kanabinoidní receptor 1 (CB1R), hlavní mediátor endokanabinoidní signalizace v mozku, patří do rozsáhlé skupiny receptorů spřažených s G-proteiny. CB1R se vyskytuje v neuronech, především presynapticky, kde moduluje synaptickou plasticitu. Detailní pochopení molekulárního mechanismu synaptické neurotransmise je klíčové pro odhalení příčin mozkových dysfunkcí a k vývoji nových terapeutických přístupů. Molekulární interakce CB1R jsou zkoumány především v souvislosti s poruchami příjmu potravy (obezita, anorexie), drogovou závislostí, vnímáním bolesti, nespavostí a některými psychickými onemocněními. Tato práce odhaluje nového interakčního partnera CB1R, kterým je protein Src homology 3- domain growth factor receptor-bound 2-like (endophilin) interacting protein 1 (SGIP1). Jedná se o intracelulární protein lokalizovaný, stejně jako CB1R, převážně v axonálních zakončeních, kde je zapojen do procesu klathrinové endocytózy. U myší je jeho zvýšená exprese spojována s disregulací energetické rovnováhy a vývojem obezity. Výsledky práce prokazují vliv přítomnosti SGIP1 na signalizaci CB1R prostřednictvím ERK1/2, zatímco G-proteinová signalizace zůstává nezměněna. SGIP1 brání internalizaci CB1R z buněčného povrchu a prodlužuje jeho interakci s β-arrestinem2. Zároveň se nám podařilo prokázat in vivo...
|
|
|
Funkční úloha P2X receptorů v supraoptických jádrech hypotalamu potkana a strukturně-funkční vlastnosti rekombinantních P2X receptorů.
Vávra, Vojtěch ; Zemková, Hana (vedoucí práce) ; Novák, František (oponent) ; Vyklický, Ladislav (oponent)
Purinergní P2X receptory jsou membránové kationtové kanály stimulované extracelulárním ATP. U savců bylo dosud nalezeno sedm různých podtypů, označovaných jako P2X1-7, které svojí stavbou představují novou rodinu ligandem řízených iontových kanálů s výjimečnými strukturně-funkčními vlastnostmi. Tyto receptory jsou součástí rozsáhlého purinergního signalizačního komplexu, který se uplatňuje jak v nervovém systému tak v somatických tkáních. V centrálním nervovém systému jsou P2X receptory velmi hojně zastoupeny v hypotalamu a hypofýze, kde se podílí na řízení základních homeostatatických a reprodukčních funkcí organismu. Hlavní část mé práce pojednává o expresi a funkční úloze neuronálních P2X receptorů v supraoptických jádrech hypotalamu v mozku potkana. V magnocelulárních supraoptických neuronech jsou syntetizovány hormony oxytocin a arginin-vasopresin, které regulují porod a laktaci, respektive hospodaření organismu s vodou a udržování krevního tlaku. Výlev obou hormonů do systémového oběhu ze zadního laloku hypofýzy závisí na elektrické aktivitě supraoptických neuronů, která je řízena synaptickými vstupy aferentních neuronů. V nedávné době bylo nalezeno, že sekrece hormonu je stimulována také extracelulárním ATP. Cílem mé práce bylo zjistit podtypy přítomných P2X receptorů a jejich význam pro...
|
|
|
Studium funkčních a farmakologických vlastností NMDA receptorů
Hubálková, Pavla ; Vyklický, Ladislav (vedoucí práce) ; Horáček, Jiří (oponent) ; Novotný, Jiří (oponent)
Pavla Hubálková Doktorský studijní program: Neurovědy, 2021 Disertační práce: Studium funkčních a farmakologických vlastností NMDA receptorů ABSTRAKT N-methyl-D-aspartátové (NMDA) receptory patří mezi ionotropní glutamátové receptory, které jsou klíčové pro synaptický přenos a procesy učení a paměti. Po aktivaci a otevření iontového kanálu jsou propustné pro vápenaté ionty (Ca2+ ) zprostředkovávající další signalizaci Nedostatečná nebo naopak nadměrná aktivita NMDA receptorů vede ke vzniku závažných neurologických a psychiatrických onemocnění. NMDA receptory jsou modulovány řadou endogenních a exogenních látek. Mezi tyto látky patří i neurosteroidy - steroidní látky syntetizované de novo v centrální nervové soustavě a jejich syntetické analogy, které v závislosti na své struktuře mohou mít potenciační či inhibiční účinek. Za využití elektrofyziologických a molekulárně-biologických technik byl v této práci objasněn molekulární mechanismus zvýšené citlivosti NMDA receptorů k inhibičním neurosteroidům po přechodném zvýšení intracelulární koncentrace Ca2+ . Nárůst inhibičního působení neurosteroidů na NMDA receptory souvisí s Ca2+ -indukovanou depalmitoylací tří cysteinů (C849, C854, C871) v intracelulární části GluN2B podjednotky, která současně vede ke změně kinetických parametrů receptoru ve prospěch...
|
host ::
RSS.