Projekti / Programi
REGULACIJA MOBILNOSTI ASTROCITNIH SEKRETORNIH ORGANELOV PO FUZIJI Z MEMBRANO
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B470 |
Biomedicinske vede |
Fiziologija |
astrociti, mešički, transport, glija, intermediarni filamenti, citoskelet, reaktivna glioza
Raziskovalci (10)
Organizacije (2)
Povzetek
Več kot sto let je veljalo, da imajo celice glije, kot so astrociti, podrejeno vlogo nevronom.
V zadnjem desetletju pa je prišlo do spoznanja, da imajo celice glije, tako kot nevroni, posebno obliko vzdražnosti in da izločajo ter se odzivajo na kemične prenašalce v zunajceličnem prostoru.
Astrocitom se v zadnjem času pripisuje ključna vloga pri komunikaciji med celicami, hkrati pa mehanizmi komunikacije med celicami glije in sosednjimi celicami, še posebej z nevroni, ostajajo nepojasnjeni. Komunikacija astrocitov s sosednjimi celicami v živčnem sistemu je v veliki meri določena z natančnim ravnovesjem med privzemom in izločanjem snovi v/iz astrocitov. Pri tem je eden izmed pomembnih mehanizmov izločanja snovi iz astrocitov regulirana eksocitoza. Ker odkritja v zadnjem času kažejo, da imajo astrociti pomembno vlogo pri razvoju številnih nevrodegenerativnih boleznih in poškodbi osrednjega živčnega sistema (OŽS), je ključnega pomena raziskati in razumeti mehanizme, ki uravnavajo izločanje substanc z eksocitozo iz lumna mešičkov v zunajcelični prostor. Skladno s tem je potrebno raziskati lastnosti potovanja in vračanja sekretornih (ekocitotskih) mešičkov od in k plazmalemi (postfuzijski mešički).
Nedavno je bilo potovanje postfuzijskih sekretornih mešičkov (peptidergičnih and glutamatergičnih) v astrocitih opazovano in natančno opisano. Ugotovljeno je bilo, da na njihov transport značilno vplivajo spremenjeni fiziološki pogoji. Ta ugotovitev je izjemnega pomena, saj se fiziološki pogoji spremenijo pri razvoju in poteku številnih nevrodegenerativnih boleznih in pri poškodbah. Te spremembe vodijo v nastanek tako imenovanih reaktivnih astrocitov, katerih pomembna značilnost je spremenjena ekspresija številnih genov. Posledice fizioloških, kot tudi morfoloških sprememb astrocitov, so še vedno skoraj popolnoma nepoznane. Zato se v velikem obsegu vlaga v raziskave analiz različnih celičnih predelkov reaktivnih astrocitov. Poseben poudarek je na vlogi citoskeleta (in sicer intermediarnih filamentov; IF) in na vlogi beljakovin, ki imajo pomembno vlogo pri transportu vode prek membrane. Takšne raziskave so prednostne tudi zato, ker so patološki pogoji pogosto povezani z nastankom celičnega in zunajceličnega edema, ki ima pogosto usodne posledice.
Naše predhodne raziskave kažejo, da je transport postfuzijskih mešičkov v spremenjenih fiziološih pogojih spremenjen, zato predvidevamo, da je spremenjen tudi v reaktivnih astrocitih, kjer se zelo poveča izražanje IF. Naša predpostavka je, da lahko obsežno povečanje ekspresije IF pri neurodegenereativnih boleznih in pri poškodbah vpliva na transport eksocitotskih mešičkov in tako vpliva na izločanje signalnih snovi ter na transport vode skozi celično membrano.
Namen naše raziskave je oceniti vlogo IF pri transportu postfuzijskih mešičkov v astrocitih z uporabo uveljavljenih metod; in sicer genetsko spremenjenih miši brez IF (GFAP-/-Vim-/-). Raziskovali bomo transport različnih z membrano obdanih mešičkov v astrocitih izoliranih iz miši divjega tipa in iz miši brez IF. Študijo bomo razširili s poskusi na tkivnih rezinah in tako primerjali rezultate pridobljene v kulturi astrocitov z rezultati pridobljenimi iz celic v tkivu, kjer je okolje bolj podobno pogojem in vivo.
Pomen za razvoj znanosti
Patologije OŽS (bolezni in poškodbe) predstavljajo veliko breme bolnikom samim in družbi, v kateri živijo. Ta problem se pojavlja tako v državah EU, kot tudi povsod drugje po svetu. Kljub pomembni problematiki pa še vedno ni na razpolago uspešnih načinov zdravljenja. Vzrok temu je tudi dejstvo, da osnovni principi izsledkov bioloških raziskav, povezanih s temi patologijami, niso razpoložljivi za neposredne eksperimentalne pristope zaradi kompleksnosti živčnega tkiva. Rezultati raziskave na posameznih celicah in na celicah v tkivnih rezinah, ki so zajete v naših študiji, bodo pomembno doprinesle k boljšemu razumevanju celičnih procesov v možganskih celicah astrocitih. Konkretno bodo raziskave te študije prispevale k razumevanju regulacije transporta postfuzijskih mešičkov v astrocitih, ki v svojem lumnu transportirajo substance, namenjene izločanju v zunajcelični prostor, ali pa transportirajo beljakovine membrane mešička. Izsledki raziskav, ki se ukvarjajo s tem fenomenom, ki se mu je dolgo posvečalo veliko premalo pozornosti, bi lahko potencialno doprinesli k razvoju paradigem pri uvajanju novih strategij zdravljenja. Naša raziskava je tako izjemnega pomena pri odkrivanju ključnih novih pogledov na celično patobiologijo v povezavi s poškodbami, ishemijo in nevrodegenerativnimi boleznimi OŽS.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskava sicer ne bo imela neposrednega vpliva na gospodarstvo. Bodo pa vidni vplivi na izobraževalnem področju, v okviru katerega naš laboratorij sodeluje na dodiplomskem in podiplomskem nivoju. Usposabljanje mladih raziskovalcev na področju teme raziskave bo prispevalo k povečanju človeškega potenciala v naši državi in prispevalo k boljši prepoznavnosti Slovenije v svetu. Izsledki raziskave nam bomo omogočili lažje vključevanje v projekte EU ter v mednarodno sodelovanje na področju interakcij med nevroni in celicami glije; to področje je navedeno tudi v razpisih Evropske komisije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
