Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Urban-Ciećko, Joanna : Promotor ; Jaworski, Tomasz : Promotor
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN
[3], 104 strony : ilustracje ; 30 cm ; Bibliografia ; Streszczenie w języku angielskim
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Kinaza syntazy glikogenu-3β (GSK-3β) została odkryta w badaniach nad regulacją metabolizmu glikogenu. GSK-3β ulega ekspresji w różnych tkankach i jest zaangażowana w regulację aktywności wielu białek i szlaków metabolicznych. U transgenicznych myszy, ze zmutowaną, konstytutywnie aktywną formą GSK-3β w mózgu, następują zmiany takie jak zaburzenia pamięci i nadpobudliwość ruchowa. U dorosłych transgenicznych osobników zaobserwowano zmiany strukturalne, obejmujące zmniejszenie objętości mózgu oraz zwiększenie liczby długich kolców dendrytycznych (uważanych za niedojrzałe) w komórkach ziarnistych zakrętu zębatego hipokampa. Mechanizmy leżące u podstaw zaburzeń funkcjonowania synaps pod wpływem zwiększonej aktywności GSK-3β nie zostały dokładnie poznane.W pierwszej części pracy skupiono się na badaniu wpływu wzmożonej aktywności tego enzymu na morfologię kolców dendrytycznych oraz na pobudzające przekaźnictwo synaptyczne w komórkach ziarnistych zakrętu zębatego hipokampa u młodych myszy transgenicznych GSK-3β[S9A]. Badania mikroskopowe wykazały, że wzmożona aktywność GSK-3β prowadzi do zwiększenia udziału kolców długich, ale całkowita gęstość kolców nie ulega zmianie. Wykorzystując technikę rejestracji elektrofizjologicznej z pojedynczych neuronów in vitro wykazano zmiany w pobudzającej transmisji synaptycznej, polegające na zwiększeniu długości interwałów między zdarzeniami miniaturowych pobudzających prądów postsynaptycznych (mEPSCs) oraz brak zmian w amplitudzie mEPSCs. Wyniki elektrofizjologiczne wskazywały na zmniejszenie liczby funkcjonalnych synaps, pomimo braku zmian w gęstości kolców dendrytycznych. W kolejnych doświadczeniach wykazano wzrost procentowy niefunkcjonalnych (milczących) synaps w komórkach ziarnistych zakrętu zębatego u myszy GSK-3β[S9A]. Powyższe wyniki sugerują, że wzrost aktywności GSK-3β zmniejsza stabilność receptorów AMPA w błonie lub/i hamuje dojrzewanie połączeń synaptycznych.Drugim celem pracy było zbadanie czy zaburzona aktywność GSK-3β może wpływać na poziom ekspresji mikroRNA (miRNA) w neuronach. Dane literaturowe wskazują, że miRNA (krótkie niekodujące RNA), są istotne dla prawidłowego funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Wcześniejsze badania wykazały, że GSK-3β może regulować poziom ekspresji miRNA w komórkach nowotworowych. W celu sprawdzenia, czy mechanizm taki zachodzi w komórkach nerwowych, zbadano zmiany w poziomie ekspresji miRNA w hipokampie myszy GSK 3β[S9A] wykorzystując technikę sekwencjonowania nowej generacji. Zaobserwowano różnice w poziomie ekspresji 24 dojrzałych oraz 71 prekursorowych miRNA. Walidacja za pomocą ilościowej reakcji łańcucha polimerazy potwierdziła, że miR-221-5p (miR-221*) ma obniżony poziom ekspresji u transgenicznych myszy GSK-3β[S9A]. Wpływ miR-221* na strukturę i funkcjonowanie synaps sprawdzono na pierwotnej hodowli komórek nerwowych hipokampa pochodzącej z myszy typu dzikiego, transfekowanej inhibitorem miR-221*. Analiza mikroskopowa nie wykazała zmian w kształcie, ani w gęstości kolców dendrytycznych. Zaobserwowano zwiększoną amplitudę mEPSC, bez zmian w długości interwałów między zdarzeniami w rejestracjach elektrofizjologicznych in vitro. Uzyskane wyniki wskazują, że zmniejszenie ekspresji miR-221* wzmacnia pobudzające przekaźnictwo synaptyczne w neuronach hipokampalnych. Podsumowując, wzrost aktywności GSK-3β prowadzi do zmniejszenia puli funkcjonalnych synaps w komórkach ziarnistych zakrętu zębatego hipokampa u młodych myszy. Dodatkowo, aktywność GSK-3β może wpływać na poziom miRNA w neuronach. U transgenicznych myszy ze wzmożoną aktywnością GSK-3β wykazano obniżenie poziomu miR-221*. Zahamowanie aktywności tego miRNA prowadzi do zmian w pobudzającym przekaźnictwie synaptycznym. Zaobserwowane zmiany w morfologii i funkcjonowaniu synaps pod wpływem zwiększonej aktywności GSK-3β mogą być podłożem zaburzonej plastyczności synaptycznej
IBD PAN, sygn. 20091 ; click here to follow the link
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego Polskiej Akademii Nauk
Biblioteka Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Dec 21, 2023
Dec 20, 2022
58
https://rcin.org.pl/publication/273440
Edition name | Date |
---|---|
Banach, Ewa, 2022, Rola kinazy syntazy glikogenu - 3beta w funkcjonowaniu synaps pobudzających : praca doktorska | Dec 21, 2023 |
Hajdukiewicz, Karolina