Projekti / Programi
Dinamične meritve metabolitov in sekundarnih prenašalcev v posameznem astrocitu v celični kulturi
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
astrociti, presnova, L-laktat, cAMP, D-glukoza, umska manjzmožnost, nevrodegeneracija
Raziskovalci (17)
Organizacije (2)
Povzetek
POVZETEK RAZISKOVALNEGA PROJEKTA
Za astrocite, ki so najštevilčnejše celice glije v možganih, je dolgo časa veljalo, da so t. i. možgansko lepilo. Danes vemo, da imajo te celice v možganih številne funkcije in da so vključene v različne procese, kot je npr. integracija in uravnavanje signaliziranja med nevroni v sinapsi. Astrociti lahko odstranjujejo in izločajo kemične prenašalce iz/v sinaptično špranjo. Nekateri kemični prenašalci-glijotransmiterji se skladiščijo tudi v astrocitnih mešičkih in vse bolj postaja jasno, da se lastnosti od Ca2+-odvisne fuzije mešičkov s plazemsko membrano (tj. eksocitoze) med astrociti in nevroni razlikujejo, in sicer predvsem v kinetiki. Le-ta je nekaj redov velikosti počasnejša v astrocitih v primerjavi z nevroni. Počasna kinetika signaliziranja z mešički v astrocitih je verjetno posledica razlik v dinamiki mešičkov in v mehanizmih, ki uravnavajo fuzijo mešičkov s plazemsko membrano. Poleg tega predpostavljamo, da je kinetika signaliziranja v astrocitih odvisna tudi od različnih presnovnih poti, ki določajo razpoložljivost prekurzorjev za glijotransmiterje (npr. ATP in glutamat), in tudi od samega pakiranja glijotransmiterjev v mešičke preko specifičnih transporterjev v membrani astrocitnih mešičkov. Cilj raziskave bo preučiti uravnavanje metabolitov v posameznem astrocitu, kot so glukoza, laktat in sekundarni prenašalec cAMP, ki v astrocitih uravnava razgradnjo glikogena. Predpostavlja se, da laktat, ki nastane v astrocitih, izstopi v zunajcelični prostor preko prenašalcev za monokarboksilne kisline (angl. »monocarboxylic acid transporters« (MCT)) in se veže na laktatne receptorje na plazemski membrani astrocitov. Avtokrina aktivacija laktatnih receptorjev bi lahko preko mehanizma povratne zanke uravnavala metabolizem v astrocitih. Da bi neposredno odgovorili na zastavljena vprašanja, bomo v študiji uporabili fluorescenčne FRET bionanosenzorje, ki jih bomo vnesli v astrocite s trasfekcijo. Nato bomo z uporabo kvantitativne fluorescenčne mikroskopije v realnem času v posameznem astrocitu v kulturi spremljali spremembe v koncentraciji cAMP, D-glukoze in L-laktata. Preverili bomo tudi ali se dinamika sprememb v citosolni koncentraciji cAMP, D-glukoze in L-laktata spremeni v astrocitih iz mišjega modela umske manjzmožnosti. Vsi ti novi pristopi predstavljajo nove metode izbire za reševanje omenjenih vprašanj. Zato smo trdno prepričani, da bodo rezultati predlagane raziskave ne le novi, temveč bodo zagotovili pomembne nove vpoglede v razumevanje vloge astrocitov v fizioloških in bolezenskih stanjih kot sta duševna zaostalost in nevrodegeneracija.
Pomen za razvoj znanosti
Naša raziskava je bila osredotočena na preučevanje astrocitov, zelo pogostih celic glije v možganih sesalcev in zelo pomembnih za delovanje nevronov. Vlogo astrocitov smo preučevali s stališča regulacije presnovnih lastnosti in transporta mešičkov v citoplazmi. Vedno več raziskav ugotavlja vpletenost okvare transporta mešičkov pri številnih boleznih, predvsem nevrodegenerativnih boleznih osrednjega živčnega sistema in tudi kognitivnih motnjah, pri tem gre lahko tudi za okvare presnove. Večina raziskav do sedaj je bila osredotočena na nevrone. Astrociti pomembno oskrbujejo nevrone, vplivajo pa tudi na njihovo diferenciacijo in sinaptični prenos. S tega stališča je pomembno preučiti astrocite. Raziskava predstavlja pomemben korak pri razumevanju uravnavana aerobne glikolize v astrocitih.
Pomen za razvoj Slovenije
Znanstvene raziskave na področju celične fiziologije predstavljajo pomembne temelje za pridobivanje celostne slike o delovanju tkiv in organov v normalnih fizioloških razmerah in bolezenskih stanjih. Poleg tega so odlična platforma za izdelavo o izboljšanih načinih diagnostike in izdelavi bolj tarčnih zdravil. Novi patenti in zdravila so pomembne stopnje razvoja vsake države. Objave rezultatov v znanstvenih revijah z visokim faktorjem vpliva in udeležba na mednarodnih srečanjih povečujejo prepoznavnost Univerze v Ljubljani in Slovenije. Projekt vsebuje pomembno temo raziskovanja in raziskovalci projektne skupine so pridobili tudi na izobraževalnem področju. Prav tako so se v raziskovanju te problematike ustrezno izobraževali tudi mlajši raziskovalci, študenti. Raziskovalni projekt je poleg večje prepoznavnosti članov projektne skupine v znanstvenih krogih, pripomogel tudi pri navezovanju stikov z mednarodno mrežo raziskovalcev, kar je pomembno za nadaljni razvoj, tako posameznikov kot skupine in države.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
