|
|
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...
|
|
|
Glutamatergní nervový přenos, cílení komponent metabotropního glutamátového receptoru v rámci neuronů
Techlovská, Šárka ; Blahoš, Jaroslav (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Fusek, Martin (oponent)
Receptory jsou eukaryotické membránové proteiny, uzpůsobené v průběhu evoluce k transformaci signálu z jednoho prostředí do druhého. Některé druhy receptorů rozpoznávají intracelulární signály, jako např. receptor pro inositol-3-fosfát (Inositol-3-phoshpate receptor; IP3R) nebo jaderné receptory vazající např. gonádové hormony. Naprostá většina zástupců patří mezi však receptory rozpoznávající a procesující extracelulární signály, které jsou sdruženy do rozsáhlé rodiny receptorů spřažených s G- proteiny (G-protein coupled receptors, GPCRs). Název této rozsáhlé rodině daly jejich hlavní a prvně popsaní, interakční partneři, heterotrimerní G-proteiny, skrze které se signál šíří do intracelulárního prostředí. G-proteiny po interakci s preferenčním aktivovaným receptorem dále ovlivňují intracelulární dispozice hlavních sekundárních přenašečů: Ca2+, cyklického adenozinmonofosfátu anebo inozitol-3-fosfátu, a tím vnitrobuněčné procesy. Dnes je již popsána i signalizace na G-proteinech nezávislá, která značně rozšiřuje repertoár intracelulárních procesů a podává ucelenější obrázek o komplexnosti působení GPCR. Jakožto u všech proteinů, pak i u GPCRs, je provázanost struktury a funkce velice úzká. Etiologie mnoha z vzácných onemocnění je spojena s chybami v přepisu nebo s mutacemi v genech, kódujících některou z...
|
|
|
Vymezení úlohy NR1 podjednotky NMDA receptoru v patofyziologii schizofrenie.
Vrajová, Monika ; Horáček, Jiří (vedoucí práce) ; Blahoš, Jaroslav (oponent) ; Vyklický, Ladislav (oponent)
Souhrn Práce je zaměřena na roli NR1 podjednotky N-methyl-D-aspartátového receptoru v patofyziologii schizofrenie. Význam této podjednotky jsme studovali v animálním modelu, kde byly potkanům (kmene Wistar) do hipokampů aplikovány antisense oligodeoxynukleotidy (aODN) proti NR1, NR2A a NR2B podjednotkám (všechny kombinace). V chování jsme se zaměřili na změny v sensorimotorickém zpracování informací, hodnocené pomocí prepulzní inhibice úlekové reakce. Posléze jsme hodnotili exprese proteinů jednotlivých podjednotek a také exprese proteinů postsynaptické density (PSD-93, PSD-95). Výsledky našich experimentů ukázaly, že ani jedna z aplikovaných kombinací aODN nevyvolá významnou změnu prepulzní inhibice. Jedním z nejdůležitějších výsledků je statisticky významný pokles exprese PSD-95 ve skupinách s aplikací aNR2B a aNR2B.Další část disertační práce je věnována post mortem studii, kde jsme hodnotili expresi panNR1 podjednotky a jejích sestřižených variant na úrovni mRNA a proteinu v hipokampech pacientů, kteří trpěli schizofrenií a v hipokampech kontrol. V expresi mRNA panNR1 se ukázalo, že rozdíly mezi levým a pravým hipokampem jsou významně větší u pacientů než u kontrol. Sestřižené varianty na úrovni mRNA ukázaly pokles dvou izoforem (NR1-2, NR1-4) u pacientů oproti kontrolám. Exprese proteinů panNR1 i...
|
|
|
Neurofarmakologie prostorové navigace a testy koordinace a flexibility v animálních modelech
Prokopová, Iva ; Stuchlík, Aleš (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Blahoš, Jaroslav (oponent)
Prostorová navigace, koordinace a behaviorální flexibilita patří mezi kognitivní funkce, které bývají často narušené u mnoha neuropsychiatrických onemocnění. K jejímu studiu slouží animální modely s farmakologickou či genetickou manipulací, jež lze testovat v behaviorálních úlohách. Naším prvním cílem bylo objasnit vliv interakce mezi β-adrenergním a α1-adrenergním či D2-dopaminergním systémem na kognitivní funkce potkanů. V obou případech došlo k narušení prostorové navigace a koordinace zvířat již při koaplikaci subterapeutických dávek daných antagonistů. Naše poznatky mohou mít dopad i na klinickou praxi vzhledem k rozšíření daných typů látek. Další studie byla zaměřená na určení efektu MK-801 (model schizofrenie) na behaviorální flexibilitu v bludišti Kolotoč a Morrisově vodním bludišti (MWM). Bludiště Kolotoč se zdá být senzitivnější na daný deficit, došlo k narušení výkonu potkanů již od dávek 0,08 mg/kg oproti 0,10 mg/kg v MWM. Naše nejnovější práce zkoumala vliv redukované exprese Nogo-A proteinu na prostorovou navigaci a behaviorální flexibilitu potkanů. Baterie testů v bludišti Kolotoč prokázala poškození daných parametrů, v MWM nebylo pozorováno poškození pracovní paměti. Nogo-A knock-down potkani mohou představovat endofenotyp podobný schizofrenii. Klíčová slova: prostorová navigace,...
|
|
|
Interakce steroidu s NMDA receptorem: Strukturně-aktivitní studie a vliv na mutované lidské formy NMDA receptorů
Krausová, Barbora ; Vyklický, Ladislav (vedoucí práce) ; Anděrová, Miroslava (oponent) ; Tureček, Rostislav (oponent)
N-metyl-D-aspartátové (NMDA) receptory jsou glutamátem aktivované iontové kanály propustné pro vápníkové ionty, které hrají klíčovou roli při excitačním synaptickém přenosu a plasticitě a jejich dysfunkce se podílí na patologii řady neuropsychiatrických onemocnění. Nadměrná aktivace NMDA receptorů prostřednictvím tonicky zvýšené hladiny glutamátu v okolí neuronů může vést k excitotoxicitě, spojené s různými akutními a chronickými neurologickými poruchami, jako je například ischemie, Alzheimerova a Parkinsonova choroba, epilepsie nebo deprese. Naproti tomu, v případě hypofunkce NMDA receptorů se předpokládá, že může být podkladem pro poruchy autistického spektra, schizofrenii, či mentální retardaci. Nedávná analýza DNA u neurologických a psychiatrických pacientů odhalila četné mutace v genech kódujících podjednotky NMDA receptorů. Aktivita NMDA receptorů je ovlivněna širokou škálou alosterických modulátorů, včetně neurosteroidů, které mohou jak inhibovat, tak potencovat aktivitu NMDA receptorů, což z nich činí slibný terapeutický cíl. V této dizertační práci popisujeme nové skupiny neurosteroidních analogů, které mají strukturní modifikace na uhlících v pozici C3 a C17 steroidního jádra, a analogy postrádající D-kruh (perhydrofenanthreny). Hodnotili jsme vztah mezi strukturou a aktivitou (SAR, z...
|
|
|
Studium funkčních vlastností receptorů pro GABA a glycin v MNTB savců
Hrušková, Bohdana ; Tureček, Rostislav (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Horák, Martin (oponent)
GABA a glycin představují nejvýznamnější inhibiční přenašeče v CNS. Svůj vliv uplatňují prostřednictvím ionotropních a metabotropních receptorů, které tvoří oligomerní komplexy v plazmatické membráně neuronálních buněk. Farmakologické vlastnosti, distribuce a tím i funkce GABA a glycinových receptorů závisí na jejich podjednotkovém složení. Cílem předkládané práce bylo nalézt podjednotková složení a fyziologickou úlohu ionotropních glycinových a metabotropních GABAB receptorů na neuronech mediálního jádra trapézovitého tělesa, MNTB. Toto jádro je součástí sluchové dráhy v mozkovém kmeni savců a vyznačuje se dobře definovanými excitačními a inhibičními vstupy. Excitační vlákna tvoří v MNTB obří glutamátergní nervová zakončení, tzv. Heldovy kalichy, zatímco inhibiční vlákna končí jako drobné GABA/glycinergní butony. Oba typy aferentních vláken inervují somatodenritické časti hlavních neuronů MNTB a toto jádro tak představuje vhodný modelový systém pro studium molekulárních a buněčných mechanismů interakcí mezi synaptickou excitací a inhibicí. Naše pokusy jsme provedli s použitím elektrofyziologických a imunohistochemických metod. Pro snímání membránových proudů a potenciálů neuronů v živých řezech MNTB potkana nebo myši jsme používali techniku terčíkového zámku. Zvukem vyvolanou aktivitu neuronů v...
|
|
|
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...
|
|
|
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,...
|
|
|
Age and sex differences in GABAergic transmission in the substantia nigra pars reticulata in the rat.
Chudomel, Ondřej ; Bojar, Martin (vedoucí práce) ; Vyklický, Ladislav (oponent) ; Mareš, Pavel (oponent)
Souhrn Mnoho experimentálních a klinických prací prokázalo, že podkorové neuronální okruhy včetně těch, jež zahrnují substantia nigra pars reticulata anterior (SNRA), jsou úzce zapojeny do kontroly propagace a ukončování záchvatů. In vivo studie na potkanech vystavených generalizovaným klonickým křečím ve flurothylovém modelu ukázaly, že utlumení GABAergního elektrického výstupu ze SNRA zvyšuje práh pro vznik záchvatů. Tyto antikonvulzní vlastnosti SNRA jsou závislé na věku a pohlaví. V naší práci jsme ke studiu GABAergní transmise použili tři věkové skupiny Sprague-Dawley potkanů (PN5- 9, PN11-16 a PN25-32 dní, PN = postnatální). Studovali jsme dva typy GABAergní inhibice: a) synaptickou, která vzniká aktivací GABAA receptorů obsahující α1 a α3 podjednotky a b) tonickou, která je přenášena extrasynaptickými GABAA receptory, jež obsahují podjednotku δ. Imunohistochemicky jsme prokázali vyšší expresi α1 podjednotky u dospělých zvířat a samiček, kdežto výskyt α3 podjednotky byl nejvyšší v časném stádiu vývoje a postupně klesal do 30. postnatálního dne. Vyšší zastoupení α1 podjednotky se odrazilo ve zrychlení kinetiky postsynaptických proudů (sIPSCs), jejich vyšší amplitudě a frekvenci. Typ α podjednotky podmiňuje citlivost GABAA receptorů k zolpidemu, který preferenčně působí přes α1 podjednotku....
|
host ::
RSS.