|
|
Patterning of excitable cells on multi-electrode arrays
Slavík, Jan ; doc. RNDr. Petr. Skládal, CSc. (referee) ; Průcha,, Jaroslav (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Práce se zabývá zarovnáváním excitabilních buněk na multielektrodových polích. Nejprve bylo analyzováno zarovnávání excitabilních buněk. Byly použity embryonální neurony z hippocampusu potkanů a HL-1 buňky, které jsou odvozeny z AT-1 linie nádorových myších atriálních kardiomyocytů. Zarovnávání bylo testováno na drážkovaných površích a na površích s materiály s různou buněčnou afinitou. Bylo prokázáno, že na drážkových površích se ve směru drážek zarovnávají neurony i HL-1 buňky, ale na površích s různou chemickou affinitou se zarovnávají pouze neurony. Dále byly vyrobeny vlastní multielektrodová pole, na těchto multielektrodových polích byly kultivovány HL-1 buňky a byl změřen a analyzován akčních potenciál HL-1 buněk. Cílem bylo prokázat, že je možné měřit akční potenciál na vyrobených multielektrodových polích. Pro zarovnání buněk na multielektrodovém poli bylo vyrobeno speciální multieletrodové pole s uniformním povrchem. Toto multielektrodové pole je nazýváno planární multielektrodové pole. Planární multielektrodové pole bylo vyrobeno speciálním vyrobním procesem. Vrstvy planárního multielektrodového pole byly deponovány na pomocný substrát v opačném pořadí. Pomocný substrátem pro depozici byla křemíková deska, na který byla nadeponována další pomocná vrstva zlata. Horní izolační vrstva planárního multielektrodové pole byla deponována jako první a nejspodnější vrstva substrátu byla nadeponována jako poslední. Planární multielektrodové pole i s pomocnou zlatou vrstvou bylo strhnuto s křemíku díky nízké adhezi zlata ke křemíku a planární multielektrodové pole se otočilo vzhůru nohama. Pomocná zlatá vrstva byla odstraněna mokrým leptadlem a tím bylo planární multielektrodové pole dokončeno. Na planárním multielektrodovém poli byly zarovnány HL-1 buňky do pruhů chemickou metodou pomocí kombinace otisku adhezní látky a následným potažení neotisklých ploch anti-adhezní látkou. Elektrofyziologické vlastnosti zarovnaných HL-1 buněk byly změřeny pomocí planárního multielektrodového pole. Tímto experimentem byla představena výrobní technologie pro výrobu planárních multielektrodových polí a toto planární multielektrodové pole bylo úspěšně testováno pro zarovnání HL-1 buněk na jeho povrchu kombinací otisku adhezní látky a potahování antiadhezivním činidlem.
|
|
|
Molecular mechanisms in the development of the cochlea
Procházková, Šárka ; Pavlínková, Gabriela (advisor) ; Novák, Josef (referee)
Molecular mechanisms in the development of the cochlea The cochlea is the primary structure for the perception of sound. A spiraled cochlear duct contains the auditory organ, the organ of Corti, is innervated by sensory neurons of the spiral ganglion. The organ of Corti contains hair cells, the sensory receptors of the inner ear, that are responsible for the mechano-transduction of sound waves into electrical signals. The development of the cochlea is regulated by the cellular and molecular processes, including cochlear outgrowth, cellular differentiation, and patterning. The precise coordination of multiple processes during the transformation of a flat embryonic epithelium into the cellular mosaic of the adult structure requires a multitude of transcription factors and signaling pathways. These regulatory networks dictate cell fate and timing decisions during cochlear development. Interestingly, these mechanisms operate as well during sensory epithelial cell regeneration after damage and during stem cell directed differentiation, making developmental studies instrumental for improving therapies for hearing impairment.
|
|
|
Role of NEUROD1 transcriptional network on the development and function of inner ear neurons
Merc, Veronika ; Pavlínková, Gabriela (advisor) ; Mašek, Jan (referee)
Identification of transcription factors involved in a complex network regulating the development of neurosensory cells in the inner ear is a key point for understanding the pathophysiology of hearing loss, development of new therapeutic tools, and for hearing loss prevention. The aim of this thesis was to elucidate the function of the transcription factor NEUROD1 in the development of the inner ear and sensory neurons. Using the Cre-loxP recombination system, a unique mouse model was created with tissue-specific deletion of Neurod1 in NEUROD1-Cre positive cells (Neurod1ST). In the inner ear, Neurod1 was deleted only in neurons permitting to identify the secondary effects of Neurod1 elimination in neurons on sensory cell development. We showed that neither the early development of the inner ear nor the formation of the statoacoustic ganglia was significantly affected by Neurod1 deletion. The primary consequence of the deletion was manifested by increased neuronal death due to apoptosis, which resulted in a reduced number of differentiated neurons in the inner ear. Spiral and vestibular ganglia were smaller in the mutants, and there was a number of neurons misplaced, indicating impaired migration. The cochlear sensory epithelium was shortened probably due to the reduced number of neurons within the...
|
|
|
Biocompatibility of porous NCD layers with neurons
Freislebenová, Hana ; Benson, Veronika (advisor) ; Rudajev, Vladimír (referee)
Nanodiamond is currently one of the most researched materials in the field of regenerative medicine in the study of treatment of neurodegenerative diseases. Due to direct interaction of this material with nerve tissue, it needs to be biocompatible with primary neurons. Furthemore, it is desirable for the used material to induce cell adhesion and stimulate the adherent cells to regeneration. This work evaluates the biocompatibility of porous boron-doped diamond layers with the culture of primary neurons. We compared the effect of diamond surface treatment by poly- D-lysine (PDL) coating on the adhesion and prosperity of the primary neuronal culture. We found that the tested nanodiamond layers are biocompatible with the primary neuronal culture. We further conclude that the PDL coating slightly increases the rate of cell adhesion to the surface but on the other hand induces greater adhesion of glial cells than the surface without PDL coating. Key words: nanodiamond, biocompatibility, adhesion, neurons
|
|
|
Transcriptional regulation in the development of the cardiac sympathetic system
Matějková, Kateřina ; Pavlínková, Gabriela (advisor) ; Holzerová, Kristýna (referee)
To improve modern therapeutic and diagnostic methods, it is crucial to understand the development of the cardiac sympathetic system and to identify the genes involved in its regulation. Neural crest cells give rise to the sympathetic precursors that migrate towards the dorsal aorta. This migration is regulated by the NRP1/SEMA3A and neuregulin/ERBB signaling. The differentiation towards the sympathetic phenotype is regulated by transcriptional factor networks, including ASCL1, PHOX2A/B, GATA3, HAND2, HIF1A and ISL1. Next, neurons migrate to the final paravertebral position, which is regulated by the BDNF/TRKB signaling. The final step in the development of cardiac sympathetic neurons is the axon growth and guidance towards the heart. This is regulated by the NGF/TRKA and NRP1/SEMA3A signaling. This thesis aims to map current knowledge of different regulation pathways involved in the cardiac sympathetic development (especially in the mouse model) with emphasis on transcriptional factors. This type of information should help us better understand the pathophysiology of some cardiovascular diseases associated with the dysfunctional sympathetic system, such as arrhythmias, congestive heart failure or myocardial infarction, which remain to be main causes of death worldwide.
|
|
|
Patterning of excitable cells on multi-electrode arrays
Slavík, Jan ; doc. RNDr. Petr. Skládal, CSc. (referee) ; Průcha,, Jaroslav (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Práce se zabývá zarovnáváním excitabilních buněk na multielektrodových polích. Nejprve bylo analyzováno zarovnávání excitabilních buněk. Byly použity embryonální neurony z hippocampusu potkanů a HL-1 buňky, které jsou odvozeny z AT-1 linie nádorových myších atriálních kardiomyocytů. Zarovnávání bylo testováno na drážkovaných površích a na površích s materiály s různou buněčnou afinitou. Bylo prokázáno, že na drážkových površích se ve směru drážek zarovnávají neurony i HL-1 buňky, ale na površích s různou chemickou affinitou se zarovnávají pouze neurony. Dále byly vyrobeny vlastní multielektrodová pole, na těchto multielektrodových polích byly kultivovány HL-1 buňky a byl změřen a analyzován akčních potenciál HL-1 buněk. Cílem bylo prokázat, že je možné měřit akční potenciál na vyrobených multielektrodových polích. Pro zarovnání buněk na multielektrodovém poli bylo vyrobeno speciální multieletrodové pole s uniformním povrchem. Toto multielektrodové pole je nazýváno planární multielektrodové pole. Planární multielektrodové pole bylo vyrobeno speciálním vyrobním procesem. Vrstvy planárního multielektrodového pole byly deponovány na pomocný substrát v opačném pořadí. Pomocný substrátem pro depozici byla křemíková deska, na který byla nadeponována další pomocná vrstva zlata. Horní izolační vrstva planárního multielektrodové pole byla deponována jako první a nejspodnější vrstva substrátu byla nadeponována jako poslední. Planární multielektrodové pole i s pomocnou zlatou vrstvou bylo strhnuto s křemíku díky nízké adhezi zlata ke křemíku a planární multielektrodové pole se otočilo vzhůru nohama. Pomocná zlatá vrstva byla odstraněna mokrým leptadlem a tím bylo planární multielektrodové pole dokončeno. Na planárním multielektrodovém poli byly zarovnány HL-1 buňky do pruhů chemickou metodou pomocí kombinace otisku adhezní látky a následným potažení neotisklých ploch anti-adhezní látkou. Elektrofyziologické vlastnosti zarovnaných HL-1 buněk byly změřeny pomocí planárního multielektrodového pole. Tímto experimentem byla představena výrobní technologie pro výrobu planárních multielektrodových polí a toto planární multielektrodové pole bylo úspěšně testováno pro zarovnání HL-1 buněk na jeho povrchu kombinací otisku adhezní látky a potahování antiadhezivním činidlem.
|
|
|
Biocompatibility of porous NCD layers with neurons
Freislebenová, Hana ; Benson, Veronika (advisor) ; Rudajev, Vladimír (referee)
Nanodiamond is currently one of the most researched materials in the field of regenerative medicine in the study of treatment of neurodegenerative diseases. Due to direct interaction of this material with nerve tissue, it needs to be biocompatible with primary neurons. Furthemore, it is desirable for the used material to induce cell adhesion and stimulate the adherent cells to regeneration. This work evaluates the biocompatibility of porous boron-doped diamond layers with the culture of primary neurons. We compared the effect of diamond surface treatment by poly- D-lysine (PDL) coating on the adhesion and prosperity of the primary neuronal culture. We found that the tested nanodiamond layers are biocompatible with the primary neuronal culture. We further conclude that the PDL coating slightly increases the rate of cell adhesion to the surface but on the other hand induces greater adhesion of glial cells than the surface without PDL coating. Key words: nanodiamond, biocompatibility, adhesion, neurons
|
|
|
Role of ISL1 in development of neurosensory cells of inner ear
Vochyánová, Simona ; Pavlínková, Gabriela (advisor) ; Machoň, Ondřej (referee)
To understand the pathophysiology of hearing loss, it is necessary to identify genes responsible for embryonic development of neurosensory cells in the inner ear. The aim of this work is to clarify the role of LIM-homeodomain transcription factor ISL1 in the development of these cells. Using Cre-loxP recombination strategy, we generated a mouse line with time and site- specific deletion of Isl1 gene in NEUROD1-Cre expressing cells (Isl1 CKO). Although the early development of stato-acoustic ganglion was not affected by Isl1 deletion, at E14,5, we observed abnormalities in neuronal migration, formation of spiral ganglion and axon guidance in the Isl1 CKO cochlea. The length of the cochlear sensory epithelium was shortened by 20% as a consequence of lower proliferation activity of sensory precursor cells. Our results suggest that ISL1 is necessary for spiral ganglion formation and innervation of the Organ of Corti. Key words: transcription factor ISL1, neurons, Cre-loxP system, mouse model
|
|
| |
|
|
Coding of stable and moving objects in the brain
Lobellová, Veronika ; Stuchlík, Aleš (advisor) ; Telenský, Petr (referee)
Spatial navigation in an environment is essential for one's survival. Animals need to monitor location of self and location of other animate or inanimate objects. Navigation is a hippocampus dependent process supported by activity of place cells. Object location in space is thought to be coded as a point of interest on cognitive map formed by place cells. Place cells change their firing fields, process known as remapping, when a new object is introduced into the environment. However we do not yet know how location of moving objects such as predators or other animals is presented on the cognitive map. This work summarizes findings of chosen studies concerning the role of hippocampus and place cells in spatial coding of stable and moving objects.
|
guest ::
