Ahol	  a	  gondolatok	  laknak:	  	  asztrociták	  szerepe	  az	  idegrendszerben	                        2012.	  10.18.	 ...
Sejttípusok az idegrendszerben neuroektodermális eredet                                                        mezodermáli...
γλια	                       A ‘GLIA’ felfedezéseglia (görög): ragadós1858, Rudolf Ludwig Karl Virchow vezette be az elgond...
1888, Ramon y Cajal fejlesztette ki az arany-kloridszublimálásos technikát, ami specifikus volt a rostos és plazmásasztroc...
1893, Lenhossék Mihály vezette be az asztrocita kifejezést.                      Ő írta az első terjedelmes összefoglalást...
1859-1922,1894, Carl Ludwig Schleich ismerte fel, hogy a gliasejtek         German surgeondinamikus, aktív szerepet játsza...
Asztrocita   hGFAP-GFP
•  Csillag alakúak               Asztrocita•  Fő markere mindmáig : GFAP (gliális   fibrilláris savas fehérje)     •  DE a...
GFAP                      Asztrocita                hGFAP-GFPHoechst - sejtmagGFAP festés: az asztrocita térfogatának csak...
AsztrocitaBrainbow           Jeff Lichtman (Harvard University)
Philip	  Haydon	                            A,	  3	  asztrocita.	  Különböző	       B,	  egyetlen	  asztro	  is	  koordiná...
neuron: glia arány                         neuron: glia arány    2:3 (1:10) (1:1) ember                     2,5:1      pat...
1960, Stephen William Kuffler 	                -­‐  piócából	  asztrocitát	  izolál	  	  +	  K+	                -­‐	  	  	...
Kapcsoltság	                                                                       Barrel-­‐cortex	                       ...
tovaterjedő	  	                    Kapcsoltság	                                                              intercelllulá...
„TriparLte	  synapse”	  Asztrociták	  szinte	  minden	  receptort	  expresszálnak,	  amit	  a	  neuronok:	  lokálisan	  az...
Gliotransz-­‐ 	                         mikerek	                                 	                     Vezikuláris	       ...
        Intercelluláris	  Ca++	  hullámok	  :	   -­‐ 	  normál	  felnők	  agyban,	  in	  vivo	  :	  ???	  -­‐ 	  in	  vitr...
Neuronális	  Hálózatok	  és	  Viselkedés	  Gliális	  	  kontrollja	  Alvás	   korai	   kutatása:	   vér,	   CSF	   transzf...
E9          Radiális glia                                                *E8         pseudostraEfied	  epithelium	         ...
Radiális glia őssejt !!                                     Guerrier	  2007	                             radiális rost    ...
Felnőtt SVZ glia          őssejt !!   SVZ	  =	  szubventrikuláris	  zóna	        A sejtek: fiatal neuronok      B sejtek: ...
Felnőtt SGZ                                      Hippocampus	   glia őssejt !!                                  SGZ	  =	  ...
Decimo	  2012	                        “studies	  that	  directly	  invesEgated	  the	  effect	  of	  depleEon	  of	  adult-...
GFAP: gliális fibrilláris savas fehérje (IF)      AsztrocitaHoechst                      • vér/agy gát (asztroglia-endotél...
Neurovaszkuláris	  kapcsoltság	     Neurovaszkuláris	  unit	  (NvU)	                        NVU	  Cardoso	  2010	         ...
Neurovaszkuláris	  kapcsoltság	                                Agyi	  mikrocirkuláció	  szabályozása	  Funkcionális	  hype...
GFAP	                                GFAP	  funkciói	  –	  sérülés,	  hegképződés	  -­‐ 	  reaksv	  gliózis:	  	  GFAP	  u...
Glia-­‐	  patofiziológia	                                   Alexander’s	  disease,	  AxD	    1949,	  Stewart	  Alexander	  ...
C. elegans glia       Teljes sejtszám felnőtt    hermafrodita C. elegans-ban:                 959             302 neuron  ...
Gliasejtek ablációja:(lézeres mikrosebészet...)-  nincs neuronpusztulás-  de az érzőneuronok dendrit és   axonnövekedés za...
BpSM 2012.10. - Környei Zsuzsa: Ahol a gondolatok laknak: asztrociták sze…
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

BpSM 2012.10. - Környei Zsuzsa: Ahol a gondolatok laknak: asztrociták sze…

625 views
457 views

Published on

Budapest Science Meetup: 2012. október

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
625
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

BpSM 2012.10. - Környei Zsuzsa: Ahol a gondolatok laknak: asztrociták sze…

  1. 1. Ahol  a  gondolatok  laknak:    asztrociták  szerepe  az  idegrendszerben   2012.  10.18.   kornyei@koki.hu   Dr  Környei  Zsuzsanna   MTA  KOKI  
  2. 2. Sejttípusok az idegrendszerben neuroektodermális eredet mezodermális eredet (kivéve mikroglia)idegsejtek neuroglia erek falát és agyhártyákat alkotó sejtek(neuronok) általában:  minden,  ami  nem  neuron...  asztroglia oligodendroglia mikroglia ependyma
  3. 3. γλια A ‘GLIA’ felfedezéseglia (görög): ragadós1858, Rudolf Ludwig Karl Virchow vezette be az elgondolást,miszerint az agy is tartalmaz kötőszövetet, s ennek neveneuroglia. Szerinte a glia az agy „passzív eleme”. 1821–1902, German doctor, anthropologist, pathologist, prehistorian, biologist and politician 1843–1926, Italian physician, pathologist, scientist, and Nobel laureate (1906) Nobel lecture: The  neuron  doctrine  -­‐  theory  and   facts1871, Camillo Golgi megfigyelte, hogy a gliasejteknyúlványokat nyújtanak a véredényekhez és azokonvégtalpakat létesítenek. Ő javasolta először, hogy agliasejtek metabolikus anyagokat továbbítanak azerekből az agy-parenchimába (1875; 1894).
  4. 4. 1888, Ramon y Cajal fejlesztette ki az arany-kloridszublimálásos technikát, ami specifikus volt a rostos és plazmásasztrociták számára (e festés targetje IF, GFAP !) 1852-1934, Spanish pathologist, histologist, neuroscientist, Nobel laureate (1906)
  5. 5. 1893, Lenhossék Mihály vezette be az asztrocita kifejezést. Ő írta az első terjedelmes összefoglalást a gliasejtekről. Állította, hogy a gliasejtek, melyeket oly sokan leírtak, egy vegyes populáció, és valójában több sejttípusból áll. 1863-1937, was an Hungarian anatomist and histologist uncle to Albert Szent-Györgyi (1893-1986)Protoplazmás Rostos 1895, Albert von asztrocita asztrocita Kölliker és Andriezen leírták a rostos és protoplazmás asztrocitákat fehérállomány szürkeállomány Rudolf Albert von Kölliker, 1817–1905, Swiss anatomist and physiologist
  6. 6. 1859-1922,1894, Carl Ludwig Schleich ismerte fel, hogy a gliasejtek German surgeondinamikus, aktív szerepet játszanak az idegrendszerműködésében !•  Schleich hitte, hogy a gliasejtek és a neuronok egyenrangúak és mindkettő aktív sejtes eleme az agynak.•  Schleich szerint az idegi aktivitás neuronról neuronra intercelluláris réseken át terjed, melyek glianyúlványokkal vannak kitöltve, melyek szabályozzák a hálózatban a serkentést/gátlást.•  Felvetette, a gliasejtek állandóan változó térfogata kontrollálja a neuronális kommunikációt.Asztrocita-­‐neuron    kapcsolat:  Schleich  eredeL  rajza  Mark  Ellisman/Eric  BushongF  fotója    
  7. 7. Asztrocita hGFAP-GFP
  8. 8. •  Csillag alakúak Asztrocita•  Fő markere mindmáig : GFAP (gliális fibrilláris savas fehérje) •  DE a GFAP expresszió nagyon varábilis Minden Bergmann-glia GFAP+, de a cortexben és HC-ban az asztrocitáknak csak ~15-20 % - a GFAP+ (felnőttben) !!!
  9. 9. GFAP Asztrocita hGFAP-GFPHoechst - sejtmagGFAP festés: az asztrocita térfogatának csak kb. 15%-át adja ki
  10. 10. AsztrocitaBrainbow Jeff Lichtman (Harvard University)
  11. 11. Philip  Haydon   A,  3  asztrocita.  Különböző   B,  egyetlen  asztro  is  koordinálhat   neuronális  kompartmentumokat   pl.  egy  több  dendritből  álló   más-­‐más  asztro  kontrollálhat.   csoportot  Halassa  2007  Reichenbach  2010  
  12. 12. neuron: glia arány neuron: glia arány 2:3 (1:10) (1:1) ember 2,5:1 patkány cortex 3:1 (1:1) rágcsálók 1:1,65 humán cortex 6:1 C. elegans (nematóda) 25:1 pióca humán asztrocita plazmás asztrocita territóriumában 2-3X nagyobb, 10X több nyúlványa van rágcsáló: ∼20,000–120,000 szinapszis ember: ∼ 2 millió szinapszisVerkhratsky, Parpura, Rodríguez 2011
  13. 13. 1960, Stephen William Kuffler   -­‐  piócából  asztrocitát  izolál    +  K+   -­‐        glia  is  elektromos  választ  ad   -­‐  neuronális  akEvitást  glia  érzékeli:   1966,   Orkand   RK,   Nicholls   JG,   Kuffler   SW   Effect   of   nerve   impulses   on   the   membrane  potenLal  of  glial  cells  in  the  central  nervous  system  of  Amphibia.     J  Neurophysiol  29:788–806.   térbeli   pufferelés   (K+  eltávolítás)   gliasejtek   kapcsoltak   „triparLte   synapse”   3  tagú   szinapszis  Orellana  2009  
  14. 14. Kapcsoltság   Barrel-­‐cortex   szomatoszenzoros   kéreg   300  um  slice   50  um  slice   Houades,  Giaume    2008   Bajusz-­‐szőr  sEmuláció   neuronális  szignálra  !!   Matyash,  Ke_enmann  2010   Ca++  jel  asztrocitákban  
  15. 15. tovaterjedő     Kapcsoltság   intercellluláris     Ca++  hullám   Neuronális  akciós     kalcium  hullám  „átugrik”  a  sejtmentes  sávon   potenciál:  ms   GLIA     Szincícium  ?   Asztro  Ca++     Hálózat  !   hullám:  sec-­‐min   ATP   IP3  Hassinger    1996  
  16. 16. „TriparLte  synapse”  Asztrociták  szinte  minden  receptort  expresszálnak,  amit  a  neuronok:  lokálisan  azt,  amit  az  adok  környezet  adok  idegsejtjei.   Sőt:  térbeli   szegregáció:   pl.  gátló  szinapszisok   közelében   Bergmann  gliában   inkább  GABA   receptorok   koncentrálódnak.   NEUROTRANSZMITTEREK   Glutamát  –  serkentő,  GABA  –  gátló     Gliális  TRANSZPORTEREK     Glutamát   pl.  Glutamát  transzporterek   Glutamin     ciklus   GLIOTRANSZMITTEREK   Glutamát,  GABA,  ATP  
  17. 17. Gliotransz-­‐   mikerek     Vezikuláris   release   (exocitózis)   Ca++  függő  !  ELMI:    szinapEkus-­‐szerű  mikrovezikulák    (SLMVs)    asztrocitában  (hippocampus)    méretre  és  formára  is  hasonlítanak  a  szinapEkus  vezikulákhoz   Volterra,  Meldolesi  2005  
  18. 18.   Intercelluláris  Ca++  hullámok  :   -­‐   normál  felnők  agyban,  in  vivo  :  ???  -­‐   in  vitro    -­‐   in  vivo  a  fejlődő  agyban    -­‐   specializált  szövetekben  (pl.  reEna)  -­‐   patológiás  esetekben    (pl.  Alzheimer  kór,  epilepszia  )   ha  szinapEkus  akEvitást  gátolják  és   fesz.függő  Ca++  csatornákat   blokkolják  neuronokon   akkor  is  kilakulhat  lassú  neuronális   depolarizáció:  „photolysis  of  caged   Ca2+”  elegendő  gliális  Ca++  szint   növekedés  kiváltásához   gliális  Glutamát  release   epilepEkus  akEvitás   h_p://www.rikenresearch.riken.jp/eng/research/7018  
  19. 19. Neuronális  Hálózatok  és  Viselkedés  Gliális    kontrollja  Alvás   korai   kutatása:   vér,   CSF   transzfer   alvó  állatból   éberbe:   sikertelenek   –   de   kiderül,   •  ébrenlét  –  adenozin  szint  hogy   agyban   lokálisan   termelődő   faktorokról   progresszívan  nő  van   szó:   „sleep   factors”.   Adenozin   is   egy  endogén   „sleep   factor”   (2002,   2003   Porkka-­‐Heiskannen   •   alvás  alak  –  leapad  et  al):   Asztrocita  eredetű     adenozin  viselkedési     mintázatokba  is   beleszól  !     Transzgenikus  egér   létrehozása,  melyben  nincs   gliotranszmisszió.   wild  type   no  gliotransmission   Halassa  2009  
  20. 20. E9 Radiális glia *E8 pseudostraEfied  epithelium   http://www.med.unc.edu/ embryo_images E8-9 egér * * velőcső
  21. 21. Radiális glia őssejt !! Guerrier  2007   radiális rost migráló neuronRakic P. 1972, J. Comp. Neur. 145: 61-84 Noctor,  Kriegstein  et  al  2001   InterkineEkus  magvándorlás  !  
  22. 22. Felnőtt SVZ glia őssejt !! SVZ  =  szubventrikuláris  zóna   A sejtek: fiatal neuronok B sejtek: asztrocita-sajátságú sejtek C sejtek: highly proliferative C cells E cells: ependymasejtek LV: laterális kamraGarcia-Verdugo, Doetsch, Wichterle, Lim, Alvarez-Buylla, 1998Alvarez-Buylla and Garcia-Verdugo, 2002
  23. 23. Felnőtt SGZ Hippocampus   glia őssejt !! SGZ  =  szubgranuláris     zóna   GFAP/PSA-NCAMMcCaffery 2006, Alvarez-Buylla 2002, Seri 2004
  24. 24. Decimo  2012   “studies  that  directly  invesEgated  the  effect  of  depleEon  of  adult-­‐born  DGCs   on  an  animal’s  cogniEve  ability  have  generated  inconsistent  results”   “Hippocampal   neurogenesis   in   humans   is   affected   by   various   neurological   disorders,  including  depression,  epilepsy,  cerebral  ischaemia,  Alzheimer’s  disease   and  Parkinson’s  disease,  many  of  which  are  associated  with  cogniEve  decline.”  
  25. 25. GFAP: gliális fibrilláris savas fehérje (IF) AsztrocitaHoechst • vér/agy gát (asztroglia-endotél) • liquor/agy gát (asztroglia-ependima) • glia limitans (asztroglia-pia mater)
  26. 26. Neurovaszkuláris  kapcsoltság   Neurovaszkuláris  unit  (NvU)   NVU  Cardoso  2010   Neuwelt  2011  
  27. 27. Neurovaszkuláris  kapcsoltság   Agyi  mikrocirkuláció  szabályozása  Funkcionális  hyperaemia:  lokális  neuronális  akEvitás  esetén  gyorsan  nő  a  lokális  agyi  vérellátás     1890,  Sherrington   AA:  arachidonsav   Asztrocita  Ca++  szignalizációjának  gátlása  szétkapcsolja   a  neuronális  akLvitást  az  ér-­‐tónus  szabályozástól  !!  
  28. 28. GFAP   GFAP  funkciói  –  sérülés,  hegképződés  -­‐   reaksv  gliózis:    GFAP  upreguláció:  „gliális  hegszövet”   Sofroniew,  Vinters  2010   Cerebral  microinfarcts.     Alexander’s  disease:  GFAP  76  féle  mutációja     De  egérben  GFAP  KO:  rendben  van  
  29. 29. Glia-­‐  patofiziológia   Alexander’s  disease,  AxD   1949,  Stewart  Alexander   astroglial  disease  !!   gyerekeket,  fiatalokat  érintő  ritka,  de  fatális  neurodegenerasv  megbetegedés;     ha  félévesen  jelentkezik  –  2-­‐4  év  túlélés,  ha  9  évesen  jelentkezik  –  8  év  túlélés;  van  felnő_   változat  is  -­‐  igen  ritkán   -­‐   a  fej  fokozatos  megnagyobbodása  (megalencephália)   -­‐   retardáció,  szpaszEcitás,  konvulziók   izom-­‐merevség,  görcsök   -­‐   CT:  a  fehérállomány  ritkulása  -­‐  demyelináció,  frontális   lebenyek  dominálása  és  kitágult  laterális  agykamrák   -­‐   Rosenthal  rostok  asztrocitákban:  GFAP  overexpresszió  és   GFAP  +  stressz  fehérjék  (α,β-­‐crystallin,  hsp27)  asszociáció   -­‐   ok:  GFAP  mis-­‐sense  mutációja,  többnyire  de  novo  mutáció,  nem  öröklö_  (jelenleg  76  féle   hGFAP  mutációt  ismernek)  (egér  modell  –  hasonló,  de  nem  olyan  súlyos  tünetek)   v.ö.:  GFAP  KO  egér  jól  van  !!   -­‐   főleg  demyelináció  és  talán  BBB  károsodása  a  fő  probléma  (Rosenthal  rostok  a   perivaszkuláris  asztro-­‐végtalpakban)  h_p://neuropathology-­‐web.org/chapter10/chapter10fLeukodystrophies.html  
  30. 30. C. elegans glia Teljes sejtszám felnőtt hermafrodita C. elegans-ban: 959 302 neuron 50 glia (5 %) 24 sheath glia, 26 socket gliaAmphid: fő kemoszenzoros szerv (kutikulabeidegzett betűrődései). Minden amphid-ot 12 érző neuron és 2 glia (kék/piros)alkot. A gliasejtek egy csövet képeznek(amphid channel), melyen át az amphid-neuronok dendritjei elérhetik az érző- C: Red: sheath glia, green: neuronal cilia Blue: socket gliavégződéseket (cilia). Oikonomou,  Shaham  2011  
  31. 31. Gliasejtek ablációja:(lézeres mikrosebészet...)-  nincs neuronpusztulás-  de az érzőneuronok dendrit és axonnövekedés zavart lesz

×