Тип: экспериментальный Область знаний: нейробиология Методы: патч-кламп на нейронах переживающих срезов гиппокампа, двухфотонная микроскопия, оптическая фотостимуляция (анкейджинг)

Цель работы:

Изучить механизмы влияния хондроитин сульфат протеогликанов на регуляцию возбудимости и синаптическую передачу пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа

Описание проекта

Молекулы внеклеточного матрикса мозга занимают пространство между нейронами и глиальными клетками, образуя перинейрональные сети. Основными компонентами внеклеточного матрикса являются гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат протеогликаны, линкерные белки (рис 1,a), стабилизирующие структуру комплекса гиалуроновой кислоты и хондроитин сульфата, и гликопротеинов таких как тенасцин-Р и реелин. Компоненты внеклеточного матрикса участвуют в регуляции синаптической пластичности посредством различных механизмов. Функции хондроитин сульфат протеогликанов особенно интересны. Удаление хондроитин сульфат протеогликанов осуществляется ферментом хондроитиназой АВС (рис 1,b). Показано, что такое удаление

Схематичная структура внеклеточного матрикса мозга

Рисунок 1 - Схематичная структура внеклеточного матрикса мозга. a- Нативная структура. b- Структура после удаления хондроитинсульфатных цепей при воздействии фермента хондроитиназы АВС. Хондроитин сульфат протеогликанов усиливает пластичность в зрительной коре у взрослых животных, стимулирует восстановление зрения при амблиопии и усиливает восстановление при травмах спинного мозга. Однако обработка хондроитиназой АВС приводит к снижению долговременной потенциации (ДВП) после тетанической стимуляции коллатералей Шаффера в stratum radiatum поля СА1 гиппокампа. Данная работа проводится с использованием методов электрофизиологической регистрации патч-кламп (рис 2,a), двух-фотонного кальциевого имиджинга совмещенного с локальным анкеджингом глутамата, и посвящена изучению механизмов изменения возбудимости и синаптической передачи в пирамидных нейронах поля СА1 гиппокампа (рис 2,b).

Регистрация электрической активности пирамидных нейронов поля СА1

Рисунок 2 - Регистрация электрической активности пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа методом патч-клампа в режиме «целая клетка».

  • a - Схема расположения электродов, стимулирующий биполярный электрод устанавливается в область Коллатералей Шаффера в stratum radiatum, регистрирующий электрод в поле СА1.
  • b - Запись ДВП при тетанической стимуляции показывает насыщение потенциации после обработки хондроитиназой АВС (красная линия) по сравнению с контролем (черная линия).

Работа выполняется при поддержке грантов:

  • Грант Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (№11.G34.31.0012 от 28 ноября 2010 г.).

Координатор проекта

Дембицкая Юлия Владимировна

Руководители проекта

Семьянов Алексей Васильевич Александр Эдуардович Дитятев

Коллектив исполнителей

Дембицкая Юлия Владимировна Доронин Максим Сергеевич Тюрикова Ольга Валерьевна